【C++】list容器及其模拟实现
【C++】list容器及其模拟实现
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发布于 2024-12-13 20:11:09
发布于 2024-12-13 20:11:09
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1. list的介绍及使用
1.1 list的介绍
在数据结构当中，我们学习过链表的一系列形式，带头、不带头、双向、单向、循环、不循环等形式，其中带头双向链表由于可以轻易找到头尾节点，某一节点前后节点，具有头结点，因此链表为空不需要做特殊处理等优势，作为链表最完美的形式。C++STL中list底层的结构就是采用带头双向循环链表（对list的理解需要建立在对数据结构有一定基础上，对于链表不了解的读者可以先移步学习链表。）
1.2 list的使用
list中的接口比较多，此处类似之前string、vector，只需要掌握如何正确的使用，然后再去深入研究背后的原理，以达到可扩展的能力。以下为list中一些常见的重要接口。
1.2.1 list的构造
构造函数（ (constructor)） | 接口说明 list |
|---|---|
list (size_type n, const value_type& val = value_type()) | 构造的list中包含n个值为val的 元素 |
list() | 构造空的list，有一个头结点 |
list (const list& x) | 拷贝构造函数 |
list (InputIterator first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造 list |
// list的构造
void TestList1()
{
list<int> l1; // 构造空的l1
list<int> l2(4, 100); // l2中放4个值为100的元素
list<int> l3(l2.begin(), l2.end()); // 用l2的[begin(), end()）左闭右开的区间构造l3
list<int> l4(l3); // 用l3拷贝构造l4
// 以数组为迭代器区间构造l5
int array[] = { 16,2,77,29 };
list<int> l5(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));
// 列表格式初始化C++11
list<int> l6{ 1,2,3,4,5 };
// 用迭代器方式打印l5中的元素
list<int>::iterator it = l5.begin();
while (it != l5.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// C++11范围for的方式遍历
for (auto& e : l5)
cout << e << " ";
cout << endl;
}1.2.2 list iterator的使用
此处，大家可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点。当然由于链表的节点存储并不是一块连续的空间，因此list的迭代器并不是原生指针，而是通过封装实现的。
函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
begin + end | 返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器 |
rbegin +rend | 返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置 |
// list迭代器的使用
// 注意：遍历链表只能用迭代器和范围for
void PrintList(const list<int>& l)
{
// 注意这里调用的是list的 begin() const，返回list的const_iterator对象
for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); ++it)
{
cout << *it << " ";
// *it = 10; 编译不通过
}
cout << endl;
}
void TestList2()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
// 使用正向迭代器正向list中的元素
// list<int>::iterator it = l.begin(); // C++98中语法
auto it = l.begin(); // C++11之后推荐写法
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 使用反向迭代器逆向打印list中的元素
// list<int>::reverse_iterator rit = l.rbegin();
auto rit = l.rbegin();
while (rit != l.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
}STL中范围统一都是左闭右开的区间，在list中由于头结点并不存储有效的数据，begin返回的是指向第一个有效数据的迭代器，end()返回最后一个元素的下一个位置，由于是循环链表，最后一个元素的下一个位置指向就是头结点。 list由于底层的链表存储空间不连续，因此list不在支持下标 +[]的随机访问，同样，比起之前string与vector，list的迭代器也发生了变化，list迭代器不再支持+或-某一常数来改变访问的指向。
这里我们需要在拓展补充一下迭代器的相关概念
基于功能上是正向还是反向遍历，迭代器可以分为正向迭代器iterator与反向迭代器reverse_iterator，以及支持const对象的迭代器。 基于底层结构的不同，实现出来的迭代器又有性质上的不同，可以分为单向、双向、随机迭代器（STL底层还抽象出一个最小单位的输入迭代器，我们使用的只有上诉三个迭代器，这个最小单位可以不考虑），不同迭代器支持的迭代操作不同，单向迭代器只支持单向移动，只能++，双向迭代器如我们本次学习list支持++、--两个方向迭代，而随机迭代器支持通过+、-某一个对象跳跃式移动到某一个位置。STL中所实现的一些组件，由于底层实现存在+、-、++、--等操作，对于有的迭代器是不支持的，如上段代码中sort底层实现式快排加堆排存在+、-等操作，因此传入的迭代器必须是随机迭代器。（不同的迭代器之间其实还存在者继承等复杂关系，本文不在深入探讨）
由上图不同迭代器支持的符号，我们可以得出使用范围上随机迭代器>双向迭代器>单向迭代器。所以在日后的使用中，我们需要根据文档查询对应支持的迭代器类型。
【注意】 1. begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动 2. rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动
1.2.3 list capacity
函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
empty | 检测list是否为空，是返回true，否则返回false |
size | 返回list中有效节点的个数 |
1.2.4 list element access
函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
front | 返回list的第一个节点中值的引用 |
back | 返回list的最后一个节点中值的引用 |
1.2.5 list modifiers
函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
push_front | 在list首元素前插入值为val的元素 |
pop_front | 删除list中第一个元素 |
push_back | 在list尾部插入值为val的元素 |
pop_back | 删除list中最后一个元素 |
insert | 在list position 位置中插入值为val的元素 |
erase | 删除list position位置的元素 |
swap | 交换两个list中的元素 |
clear | 清空list中的有效元素 |
// list插入和删除
// push_back/pop_back/push_front/pop_front
void TestList3()
{
int array[] = { 1, 2, 3 };
list<int> L(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
// 在list的尾部插入4，头部插入0
L.push_back(4);
L.push_front(0);
PrintList(L);
// 删除list尾部节点和头部节点
L.pop_back();
L.pop_front();
PrintList(L);
}
// insert /erase
void TestList4()
{
int array1[] = { 1, 2, 3 };
list<int> L(array1, array1 + sizeof(array1) / sizeof(array1[0]));
// 获取链表中第二个节点
auto pos = ++L.begin();
cout << *pos << endl;
// 在pos前插入值为4的元素
L.insert(pos, 4);
PrintList(L);
// 在pos前插入5个值为5的元素
L.insert(pos, 5, 5);
PrintList(L);
// 在pos前插入[v.begin(), v.end)区间中的元素
vector<int> v{ 7, 8, 9 };
L.insert(pos, v.begin(), v.end());
PrintList(L);
// 删除pos位置上的元素
L.erase(pos);
PrintList(L);
// 删除list中[begin, end)区间中的元素，即删除list中的所有元素
L.erase(L.begin(), L.end());
PrintList(L);
}
// resize/swap/clear
void TestList5()
{
// 用数组来构造list
int array1[] = { 1, 2, 3 };
list<int> l1(array1, array1 + sizeof(array1) / sizeof(array1[0]));
PrintList(l1);
// 交换l1和l2中的元素
list<int> l2;
l1.swap(l2);
PrintList(l1);
PrintList(l2);
// 将l2中的元素清空
l2.clear();
cout << l2.size() << endl;
}list中还有一些操作，需要用到时大家可参阅list的文档说明。
1.2.6 list的迭代器失效
前面说过，此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针，迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器（该迭代器变为野指针），其他迭代器不会受到影响。
void TestListIterator1()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
// erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时，必须先给
其赋值
l.erase(it);
++it;
}
}
// 改正
void TestListIterator()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
l.erase(it++); // it = l.erase(it);erase会返回当前删除节点的下一节点
}
}2. list的模拟实现
2.1 模拟实现list
要模拟实现list，必须要熟悉list的底层结构以及其接口的含义，通过上面的学习，这些内容已基本 掌握，现在我们来模拟实现list。
2.1.1list节点
//链表的节点，由于存储的数据不定，我们这里实现成模板
template<class T>
struct list_node
{
T _data;
list_node<T>* _next;
list_node<T>* _prev;
list_node(const T& data = T())
:_data(data)
,_next(nullptr)
,_prev(nullptr)
{}
};2.1.2list常见功能接口
void clear()
{
auto it = begin();//挨个释放list中节点资源
while (it != end())
{
it = erase(it);//复用删除功能
}
}
void swap(list<T>& lt)
{
std::swap(_head, lt._head);
std::swap(_size, lt._size);
}
void push_back(const T& x)
{
/*Node* newnode = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;
++_size;*/
insert(end(), x);//尾插直接复用插入代码
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);//头插直接复用插入代码
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
//插入一个新节点
Node* cur = pos._node;//当前位置节点
Node* prev = cur->_prev;//前驱节点
Node* newnode = new Node(x);
// prev newnode cur
newnode->_next = cur;//新节点next指向当前位置节点
cur->_prev = newnode;//当前节点前驱指针指向新节点
newnode->_prev = prev;//新前驱节点的前驱指针指向前驱节点
prev->_next = newnode;//前驱节点next指向新节点
++_size;//更新list中节点个数
return newnode;//返回新节点指针，返回值在根据指针构造出对应迭代器
}
void pop_back()
{
erase(--end());//尾删直接复用对应删除代码
}
void pop_front()
{
erase(begin());//前删直接复用对应删除代码
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos != end());//不能删除头结点
Node* prev = pos._node->_prev;//将删除节点前驱跟后驱节点的指向相连
Node* next = pos._node->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete pos._node;//释放删除节点的资源
--_size;
return next;//返回删除节点后驱节点指针，返回值在根据指针构造出对应迭代器
//这一步返回操作可以更新外部指向删除节点的迭代器的值
//防止迭代器失效的问题
}
size_t size() const
{
return _size;
}
bool empty() const
{
return _size == 0;
} 
2.1.3list迭代器实现
由于list的底层是链表，存储空间并不连续，因此，我们需要利用模板进行封装。首先需要说明的是，由于const_iterator指向的对象不能修改，因此如果我们通过重载的函数返回引用或者指针，那么针对const_iterator跟iterator,我们就需要写两份非常相似的代码，非常冗余，对此库里面增加Ref与Ptr两个模板参数用来控制返回值中的引用与指针，传入的参数是const对像，函数返回的引用与指针就是const修饰的，如果是普通对象，就是普通的指针和引用，我们就不再需要写两份非常相似的代码了。
因为list的迭代器，我们无法通过原生指针实现，为了能过还原对应的指针操作，我们需要在迭代器类中有一个成员变量是节点指针，同时由于迭代器的相关操作经常使用，我们这里使用struct定义类。
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;//通过模板参数控制iterator与const_iterator
//Ptr指针，Ref引用
//不同返回值
Node* _node;
list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
Ref operator*()//模拟解引用指针，我们需要将迭代器指向节点的数据返回
{
return _node->_data;
}
Ptr operator->()//模拟访问节点内部指针，我们需要将迭代器指向节点的内部成员指针返回
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()//模拟迭代器++,向后移动
{
_node = _node->_next;//迭代器内部的节点指针后移
return *this;//返回新节点的引用，在根据引用，构造一个新迭代器返回
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self& operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};
/*template<class T>//如果不通过函模板参数控制，我们就需要因为const_iterator多写一份非常相
//似的代码
struct list_const_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_const_iterator<T> Self;
Node* _node;
list_const_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
const T& operator*()
{
return _node->_data;
}
const T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self& operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};*/2.1.4list构造与析构函数
与之前string和vector实现不同，空list中构造出来是有一个头结点，头节点的前驱和后驱指针都指向自己。因此，我们这里要单独实现一个空初始化函数。
void empty_init()
{
_head = new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
_size = 0;
}
list()
{
empty_init();
}
list(initializer_list<T> il)
{
empty_init();
for (auto& e : il)
{
push_back(e);
}
}
// lt2(lt1)
list(const list<T>& lt)
{
empty_init();
for (auto& e : lt)
{
push_back(e);
}
}
// lt1 = lt3 现代写法的赋值重载
list<T>& operator=(list<T> lt)
{
swap(lt);
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}2.1.5完整代码
#pragma once
#include<assert.h>
namespace zlr
{
template<class T>
struct list_node//链表的节点
{
T _data;
list_node<T>* _next;
list_node<T>* _prev;
list_node(const T& data = T())
:_data(data)
,_next(nullptr)
,_prev(nullptr)
{}
};
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;//通过模板参数控制iterator与const_iterator
//不同返回值
Node* _node;
list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
Ref operator*()
{
return _node->_data;
}
Ptr operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self& operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};
/*template<class T>//如果不通过函模板参数控制，我们就需要因为const_iterator多写一份非常相
//似的代码
struct list_const_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_const_iterator<T> Self;
Node* _node;
list_const_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
const T& operator*()
{
return _node->_data;
}
const T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self& operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};*/
template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
public:
/*typedef list_iterator<T> iterator;
typedef list_const_iterator<T> const_iterator;*/
typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;//将类型重新封装，便于使用，统一风格
typedef list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
iterator begin()
{
/* iterator it(_head->_next);
return it;*/
//return iterator(_head->_next);
return _head->_next;
}
iterator end()
{
return _head;
}
const_iterator begin() const
{
return _head->_next;
}
const_iterator end() const
{
return _head;
}
void empty_init()
{
_head = new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
_size = 0;
}
list()
{
empty_init();
}
list(initializer_list<T> il)
{
empty_init();
for (auto& e : il)
{
push_back(e);
}
}
// lt2(lt1)
list(const list<T>& lt)
{
empty_init();
for (auto& e : lt)
{
push_back(e);
}
}
// lt1 = lt3
list<T>& operator=(list<T> lt)
{
swap(lt);
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}
void clear()
{
auto it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it);
}
}
void swap(list<T>& lt)
{
std::swap(_head, lt._head);
std::swap(_size, lt._size);
}
void push_back(const T& x)
{
/*Node* newnode = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;
++_size;*/
insert(end(), x);//直接复用代码
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* newnode = new Node(x);
// prev newnode cur
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
newnode->_prev = prev;
prev->_next = newnode;
++_size;
return newnode;
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos != end());
Node* prev = pos._node->_prev;
Node* next = pos._node->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete pos._node;
--_size;
return next;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
bool empty() const
{
return _size == 0;
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
struct AA
{
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
// 按需实例化
// T* const ptr1
// const T* ptr2
template<class Container>
void print_container(const Container& con)
{
// const iterator -> 迭代器本身不能修改
// const_iterator -> 指向内容不能修改
typename Container::const_iterator it = con.begin();
//auto it = con.begin();
while (it != con.end())
{
//*it += 10;
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : con)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void test_list1()
{
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
list<int>::iterator it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
*it += 10;
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
print_container(lt);
list<AA> lta;
lta.push_back(AA());
lta.push_back(AA());
lta.push_back(AA());
lta.push_back(AA());
list<AA>::iterator ita = lta.begin();
while (ita != lta.end())
{
//cout << (*ita)._a1 << ":" << (*ita)._a2 << endl;
// 特殊处理，本来应该是两个->才合理，为了可读性，省略了一个->
cout << ita->_a1 << ":" << ita->_a2 << endl;
cout << ita.operator->()->_a1 << ":" << ita.operator->()->_a2 << endl;
++ita;
}
cout << endl;
}
void test_list2()
{
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
// insert以后迭代器不失效
list<int>::iterator it = lt.begin();
lt.insert(it, 10);
*it += 100;
print_container(lt);
// erase以后迭代器失效
// 删除所有的偶数
it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
it = lt.erase(it);
}
else
{
++it;
}
}
print_container(lt);
}
void test_list3()
{
list<int> lt1;
lt1.push_back(1);
lt1.push_back(2);
lt1.push_back(3);
lt1.push_back(4);
list<int> lt2(lt1);
print_container(lt1);
print_container(lt2);
list<int> lt3;
lt3.push_back(10);
lt3.push_back(20);
lt3.push_back(30);
lt3.push_back(40);
lt1 = lt3;
print_container(lt1);
print_container(lt3);
}
void func(const list<int>& lt)
{
print_container(lt);
}
void test_list4()
{
// 直接构造
list<int> lt0({ 1,2,3,4,5,6 });
// 隐式类型转换
list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
const list<int>& lt3 = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
func(lt0);
func({ 1,2,3,4,5,6 });
print_container(lt1);
//auto il = { 10, 20, 30 };
/* initializer_list<int> il = { 10, 20, 30 };
cout << typeid(il).name() << endl;
cout << sizeof(il) << endl;*/
}
}2.2 list的反向迭代器
通过前面例子知道，反向迭代器的++就是正向迭代器的--，反向迭代器的--就是正向迭代器的++， 因此反向迭代器的实现可以借助正向迭代器，即：反向迭代器内部可以包含一个正向迭代器，对 正向迭代器的接口进行包装即可。
template<class Iterator>
class ReverseListIterator
{
// 注意：此处typename的作用是明确告诉编译器，Ref是Iterator类中的类型，而不是静态
成员变量
// 否则编译器编译时就不知道Ref是Iterator中的类型还是静态成员变量
// 因为静态成员变量也是按照 类名::静态成员变量名 的方式访问的
public:
typedef typename Iterator::Ref Ref;
typedef typename Iterator::Ptr Ptr;
typedef ReverseListIterator<Iterator> Self;
public:
//
// 构造
ReverseListIterator(Iterator it) : _it(it) {}
//
// 具有指针类似行为
Ref operator*() {
Iterator temp(_it);
--temp;
return *temp;
}
Ptr operator->() { return &(operator*()); }
//
// 迭代器支持移动
Self& operator++() {
--_it;
return *this;
}
Self operator++(int) {
Self temp(*this);
--_it;
return temp;
}
Self& operator--() {
++_it;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self temp(*this);
++_it;
return temp;
}
//
// 迭代器支持比较
bool operator!=(const Self& l)const { return _it != l._it; }
bool operator==(const Self& l)const { return _it != l._it; }
Iterator _it;
};3. list与vector的对比
vector与list都是STL中非常重要的序列式容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及 应用场景不同，其主要不同如下：（vector与list的主要区别还是基于底层顺序表与链表的区别，对区别感兴趣的读者可以移步看笔者【初阶数据结构】顺序表与链表的比较（附题）这篇文章）
vector | list | |
|---|---|---|
底 层 结 构 | 动态顺序表，一段连续空间 | 带头结点的双向循环链表 |
随 机 访 问 | 支持随机访问，访问某个元素效率O(1) | 不支持随机访问，访问某个元素效率O(N) |
插 入 和 删 除 | 任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低 | 任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1) |
空 间 利 用 率 | 底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率高，缓存利用率高 | 底层节点动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低 |
迭 代 器 | 原生态指针 | 对原生态指针(节点指针)进行封装 |
迭 代 器 失 效 | 在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失效 | 插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效，其他迭代器不受影响 |
使 用 场 景 | 需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效率 | 大量插入和删除操作，不关心随机访问 |
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原始发表：2024-11-24，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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