深入理解C++ forward_list（C++单向链表STL容器完全入门教程）

为什么选择 forward_list？

• 内存效率高：每个节点只存储一个指针（指向下一个元素），而 list 存储两个指针。
• 插入和删除操作快：时间复杂度为 O(1)，前提是已知插入位置。
• 适合实现栈、队列等数据结构。

不过要注意：forward_list 不支持反向遍历，也没有 size() 方法（因为计算大小需要遍历整个链表，违背了其设计初衷）。

如何使用 forward_list？

首先，你需要包含头文件：

#include <forward_list>#include <iostream>

1. 创建和初始化

// 空的 forward_liststd::forward_list<int> flist;// 初始化列表（C++11 起支持）std::forward_list<int> flist2 = {1, 2, 3, 4};// 拷贝构造std::forward_list<int> flist3(flist2);

2. 常用操作示例

下面是一个完整的例子，展示如何插入、遍历和删除元素：

#include <iostream>#include <forward_list>int main() {    // 创建一个 forward_list    std::forward_list<int> numbers = {10, 20, 30};    // 在开头插入元素    numbers.push_front(5);    // 使用 before_begin() 和 insert_after 插入到指定位置之后    auto it = numbers.begin(); // 指向 5    numbers.insert_after(it, 7); // 在 5 后插入 7 → {5, 7, 10, 20, 30}    // 遍历并打印    std::cout << "当前元素: ";    for (const auto& num : numbers) {        std::cout << num << " ";    }    std::cout << std::endl;    // 删除值为 10 的元素    numbers.remove(10);    // 再次打印    std::cout << "删除 10 后: ";    for (const auto& num : numbers) {        std::cout << num << " ";    }    std::cout << std::endl;    return 0;}

输出结果：

当前元素: 5 7 10 20 30 删除 10 后: 5 7 20 30

重要注意事项

• 没有 size() 函数：你不能直接调用 flist.size()。如果需要知道元素个数，必须手动遍历计数。
• 迭代器失效：删除某个元素后，指向该元素的迭代器会失效，但其他迭代器仍然有效。
• 只能前向遍历：不支持 --it 或反向迭代器。

适用场景总结

作为一份 C++初学者指南，我们建议你在以下情况考虑使用 forward_list：

• 需要频繁在头部或中间插入/删除元素。
• 内存资源有限，希望减少每个节点的开销。
• 不需要随机访问或反向遍历。

如果你需要双向遍历或经常访问末尾元素，建议使用 std::list；如果需要随机访问，则应选择 std::vector。

结语

通过本篇 STL forward_list教程，你应该已经掌握了 forward_list 的基本用法和适用场景。虽然它不如 vector 那样常用，但在特定场合下，它是提升程序性能和节省内存的利器。

记住：选择合适的数据结构是写出高效 C++ 代码的关键一步。希望这篇关于 C++单向链表 的教程能为你打下坚实基础！