C++面试八股文：std::vector和std::list，如何选择？
某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第24面：
面试官：
list用过吗？二师兄：嗯，用过。
面试官：请讲一下
list的实现原理。二师兄：
std::list被称为双向链表，和C中手写双向链表本质上没有大的区别。list对象中有两个指针，一个指向上一个节点（node），一个指向下一个节点（node）。二师兄：与手写双向链表不同的是，
list中有一个base node，此node并不存储数据，从C++11开始，此node中包含一个size_t类型的成员变量，用来记录list的长度。二师兄：所以说从C++11开始，
size()的时间复杂度是O(1)，在此之前是O(N)。面试官：是每个
node都包含一个记录长度的成员变量吗？二师兄：不是，GCC中的实现只有在
header node上记录了长度信息，其他node并没有记录。
struct _List_node_base
{
_List_node_base* _M_next;
_List_node_base* _M_prev;
...
};
struct _List_node_header : public _List_node_base
{
#if _GLIBCXX_USE_CXX11_ABI
std::size_t _M_size;
#endif
...
};
面试官：添加和删除元素会导致迭代器失效吗？
二师兄：并不会，因为在任意位置添加和删除元素只需要改变
prev/next指针指向的对象，而不需要移动元素的位置，所以不会导致迭代器失效。面试官：
list和vector相比，有哪些优势？什么情况下使用list，什么情况下使用vector？二师兄：主要有2点优势：1.
list在随机插入数据不会导致数据的搬移。2.list随机删除也不会导致数据搬移。所以在频繁的随机插入/删除的场景使用list，其他场景使用vector。面试官：你知道
std::sort和list成员函数sort有什么区别吗？二师兄：
std::sort是STL算法的一部分。它排序的容器需要有随机访问迭代器，所以只能支持vector和deque。list成员函数sort用于list排序，时间复杂度是O(N*logN)。面试官：
forward_list了解吗？知道如何实现的吗？二师兄：
std::forward_list是C++11引入的新容器之一。它的底层是单向链表，引入它的主要目的是为了达到手写链表的性能。同时节省了部分内存空间。（只有一根指针）
面试官：
list在pop_front/pop_back的时候需要注意哪些问题？二师兄：需要判断
list的size()不能为0，如果list为空，pop_front/pop_back会导致coredump。面试官：你知道
list的成员函数insert和forward_list的成员函数的insert_after有什么区别？二师兄：两者都可以向特定位置添加元素。不同的是
insert把元素插入到当前迭代器前，而insert_after把元素插入到当前迭代器后。面试官：以下代码的输出是什么？
#include <iostream>
#include <list>
int main(int argc, char const *argv[])
{
std::list<int> li = {1,2,3,4,5,6};
for(auto it = li.begin(); it!= li.end(); ++it)
{
if(0 == *it % 2) li.erase(it);
}
for(auto& i : li) std::cout << i << " ";
std::cout << std::endl;
}
二师兄：应该是
1 3 5。面试官：遍历两个元素数目相同的
vector和list，哪个效率高？二师兄：
vector和list的遍历效率都是O(N)，效率应该是一样的。面试官：好的，回去等通知吧。
让我们看以下二师兄今日的表现：
以下代码的输出是什么？
这里实际上会输出Segmentation fault，原因是因为当从list中erase这个node，这个node的prev和next指针被清空，而++it是通过当前的node的next指针去找下一个node，解引用一个空指针，导致coredump。
erase函数返回下一个有效迭代器，所以可以把if(0 == *it % 2) li.erase(it)修改为if(0 == *it % 2) it = li.erase(it)来解决这个问题。
遍历两个元素数目相同的
vector和list，哪个效率高？
这里二师兄回答的倒是没有毛病，但是没有考虑到缓存问题。实际上因为vector底层采用数组存储数据，所以它的空间局部性更好，对缓存更友好（Cache-friendly），所以遍历vector的效率要高于遍历list。
最后多啰嗦一点，如果你没有特别的理由选择其他容器，使用vector是最好的选择。
二师兄今日的面试旅程结束了，感谢各位小伙伴的关注和点赞。为了保证面试质量，以后不一定能保证日更。文章中有任何技术性问题，请留言反馈，在此感谢！
关注我，带你21天“精通”C++！（狗头）