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c++11 标准模板（STL）（std::forward_list）（九）

news 来源：原创 2024/11/17 21:30:30

定义于头文件 <forward_list>

template< class T, class Allocator = std::allocator<T> > class forward_list;	(1)	(C++11 起)
namespace pmr { template <class T> using forward_list = std::forward_list<T, std::pmr::polymorphic_allocator<T>>; }	(2)	(C++17 起)

std::forward_list 是支持从容器中的任何位置快速插入和移除元素的容器。不支持快速随机访问。它实现为单链表，且实质上与其在 C 中实现相比无任何开销。与 std::list 相比，此容器提在不需要双向迭代时提供更有效地利用空间的存储。

在链表内或跨数个链表添加、移除和移动元素，不会非法化当前指代链表中其他元素的迭代器。然而，在从链表移除元素（通过 erase_after ）时，指代对应元素的迭代器或引用会被非法化。

std::forward_list 满足容器 (Container) （除了 operator== 的复杂度始终为线性和 size 函数）、具分配器容器 (AllocatorAwareContainer) 和序列容器 (SequenceContainer) 的要求。

修改器

擦除元素后的元素

std::forward_list<T,Allocator>::erase_after

iterator erase_after( const_iterator pos );	(1)	(C++11 起)
iterator erase_after( const_iterator first, const_iterator last );	(2)	(C++11 起)

从容器移除指定元素。

1) 移除后随 pos 的元素。

2) 移除范围 (first; last) 中的元素。

参数

pos	-	指向前趋要被移除元素的迭代器
first, last	-	要移除的元素范围

返回值

1) 指向后随被擦除元素的迭代器，或若不存在这种元素则为 end() 。

2) last

复杂度

1) 常数。

2) 与 first 和 last 之间的距离成线性。

移除首元素

std::forward_list<T,Allocator>::pop_front

void pop_front();

(C++11 起)

移除容器首元素。若容器中无元素，则行为未定义。

指向被擦除元素的迭代器和引用被非法化。

参数

（无）

返回值

（无）

复杂度

常数。

异常

不抛出。

交换内容

std::forward_list<T,Allocator>::swap

void swap( forward_list& other );		(C++11 起) (C++17 前)
void swap( forward_list& other ) noexcept(/* see below */);		(C++17 起)

将内容与 other 的交换。不在单个元素上调用任何移动、复制或交换操作。

所有迭代器和引用保持合法。在操作后，保有此容器中尾后值的迭代器指代此容器或另一容器是未指定的

若 std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_swap::value 为 true ，则用非成员 swap 的非限定调用交换分配器。否则，不交换它们（且若 get_allocator() != other.get_allocator() ，则行为未定义）。

(C++11 起)

参数

other

要与之交换内容的容器

返回值

（无）

异常

（无）	(C++17 前)
noexcept 规定： noexcept(std::allocator_traits<Allocator>::is_always_equal::value)	(C++17 起)

复杂度

常数。

调用示例

#include <iostream>
#include <forward_list>
#include <string>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <time.h>

using namespace std;

struct Cell
{
    int x;
    int y;

    Cell() = default;
    Cell(int a, int b): x(a), y(b) {}

    Cell &operator +=(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator +(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator *(const Cell &cell)
    {
        x *= cell.x;
        y *= cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator ++()
    {
        x += 1;
        y += 1;
        return *this;
    }

    bool operator <(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y < cell.y;
        }
        else
        {
            return x < cell.x;
        }
    }

    bool operator ==(const Cell &cell) const
    {
        return x == cell.x && y == cell.y;
    }
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{
    os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";
    return os;
}

int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;

    std::mt19937 g{std::random_device{}()};
    srand((unsigned)time(NULL));;

    auto generate = []()
    {
        int n = std::rand() % 10 + 100;
        Cell cell{n, n};
        return cell;
    };

    std::forward_list<Cell> forward_list1(6);
    std::generate(forward_list1.begin(), forward_list1.end(), generate);
    std::cout << "forward_list1:    ";
    std::copy(forward_list1.begin(), forward_list1.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    //从容器移除指定元素。1) 移除后随 pos 的元素。
    forward_list1.erase_after(forward_list1.begin());
    std::cout << "forward_list1:    ";
    std::copy(forward_list1.begin(), forward_list1.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    //从容器移除指定元素。2) 移除范围 (first; last) 中的元素。
    forward_list1.erase_after(forward_list1.begin(), forward_list1.end());
    std::cout << "forward_list1:    ";
    std::copy(forward_list1.begin(), forward_list1.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    std::forward_list<Cell> forward_list2(6);
    std::generate(forward_list2.begin(), forward_list2.end(), generate);
    for (size_t index = 0; index < 3; index ++)
    {
        //移除容器首元素。若容器中无元素，则行为未定义。
        forward_list2.pop_front();
        std::cout << "forward_list2:    ";
        std::copy(forward_list2.begin(), forward_list2.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
        std::cout << std::endl;
    }

    std::cout << std::endl;

    std::cout << "swap before: " << std::endl;
    std::forward_list<Cell> forward_list3(6);
    std::generate(forward_list3.begin(), forward_list3.end(), generate);
    std::cout << "forward_list3:    ";
    std::copy(forward_list3.begin(), forward_list3.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    std::forward_list<Cell> forward_list4(6);
    std::generate(forward_list4.begin(), forward_list4.end(), generate);
    std::cout << "forward_list4:    ";
    std::copy(forward_list4.begin(), forward_list4.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    //将内容与 other 的交换。不在单个元素上调用任何移动、复制或交换操作。
    forward_list3.swap(forward_list4);

    std::cout << "swap after:" << std::endl;
    std::cout << "forward_list3:    ";
    std::copy(forward_list3.begin(), forward_list3.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "forward_list4:    ";
    std::copy(forward_list4.begin(), forward_list4.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}