std::forward_list 是 C++11 引入的轻量单向链表,仅支持前向遍历和头/指定位置插入(无 push_back),内存开销小于 list,size() 在 C++17 前非 O(1),推荐用 empty() 判空,适用于内存敏感、高频头插删场景。

std::forward_list 是 C++11 引入的单向链表容器,底层基于单链表实现,只支持前向遍历(从头到尾),不提供随机访问、也不保存尾指针,因此内存开销比 std::list 更小,插入/删除操作常数时间,但不支持 size()(C++11 中无 O(1) 大小记录,需手动计数或遍历)。
初始化和基本操作
声明方式与其它 STL 容器类似,但注意它没有 push_back()(因为无尾指针),只能在头部或指定位置前插入:
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std::forward_list—— 初始化列表构造fl = {1, 2, 3}; -
fl.push_front(0);—— 头部插入,O(1) -
fl.emplace_front(42);—— 原地构造插入头部 -
fl.insert_after(fl.before_begin(), 99);—— 在开头前插入(即变成新头) -
auto it = fl.begin(); ++it; fl.insert_after(it, 55);—— 在第二个元素后插入
遍历和访问元素
只能用前向迭代器,且不支持 operator[] 或 at():
- 正向遍历:用
for (auto it = fl.begin(); it != fl.end(); ++it)或范围 for(for (int x : fl)) - 获取首元素:用
fl.front()(非空时安全),无back()成员函数 - 判断为空:用
fl.empty(),不能依赖fl.size() == 0(因 C++11 标准中size()是线性复杂度,部分实现可能未提供;C++17 起要求size()为 O(1),但可移植代码仍建议用empty()判空)
删除和修改操作
所有删除都通过迭代器完成,注意迭代器失效规则(仅被删节点迭代器失效,其余有效):
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fl.pop_front();—— 删除首元素 -
fl.erase_after(it);—— 删除it所指节点的下一个节点(it必须合法且非end()) -
fl.erase_after(fl.before_begin(), fl.end());—— 清空全部(等价于fl.clear()) - 批量删除满足条件的元素:
fl.remove_if([](int x) { return x % 2 == 0; }); - 去重(相邻重复):
fl.unique();(需先排序)
与其他链表对比和使用建议
std::forward_list 的设计目标是极致轻量,适合对内存敏感、频繁头插/头删、且不需要反向遍历或快速获取长度的场景:
- 比
std::list节省约一个指针大小的内存(每个节点只存 next,不存 prev) - 不支持
reverse_iterator、splice()(但有splice_after())、merge()(但有merge(),要求已排序) - 若需要尾部操作频繁,应考虑
std::deque或自行维护尾指针的封装 - 若需频繁查长度,可额外维护一个
size_t计数器,或改用std::list/std::vector











