std::forward_list是 C++11 引入的一个标准库容器，它实现了一个单向链表。

与其他序列容器（如std::list、std::vector）相比，std::forward_list更加轻量，因为它只维护到下一个元素的链接，而没有维护到上一个元素的链接，这使得它在某些场景下更高效。

使用场景

std::forward_list适用于以下几种场景：

1. 空间敏感：当内存使用是一个关键因素，而且需要经常在列表前端进行插入或删除操作时，std::forward_list是一个好选择，因为它的内存开销相对较小。

2. 单向遍历：当数据结构只需要单向遍历，不需要双向遍历时，使用std::forward_list可以节省空间。

3. 动态数据：对于需要频繁和动态地添加和删除元素的场景，尤其是在不关心元素间顺序或频繁在序列中间进行插入和删除操作时，std::forward_list提供了灵活的动态数据管理。

常用方法

std::forward_list提供了一系列方法来进行元素的访问、修改、迭代器获取等操作：

• 元素访问:

  • front(): 返回链表中第一个元素的引用。

• 容量:

  • empty(): 检查链表是否为空。
  • max_size(): 返回链表可以容纳的最大元素数量（理论上的）。

• 修改器:

  • clear(): 删除链表中的所有元素。
  • insert_after(): 在指定位置之后插入元素。
  • emplace_after(): 在指定位置之后就地构造元素。
  • erase_after(): 删除指定位置之后的元素。
  • push_front(): 在链表前端添加元素。
  • emplace_front(): 在链表前端就地构造元素。
  • pop_front(): 删除链表中的第一个元素。
  • resize(): 调整链表的大小。
  • swap(): 与另一个std::forward_list交换内容。

• 操作:

  • merge(): 合并两个已排序的链表。
  • splice_after(): 将另一个链表中的元素转移至当前链表中指定位置之后。
  • remove() / remove_if(): 删除满足特定条件的元素。
  • reverse(): 反转链表。
  • unique(): 移除连续重复元素。
  • sort(): 对链表进行排序。

• 迭代器:

  • begin(), end(): 获取指向链表开始和结束的迭代器。
  • cbegin(), cend(): 获取指向链表开始和结束的常量迭代器。

示例代码

#include <forward_list>
#include <iostream>int main() {std::forward_list<int> flist = {1, 2, 3, 4, 5};// 向前端插入元素flist.push_front(0);// 删除第一个元素flist.pop_front();// 遍历并打印元素std::cout << "Elements in forward_list: ";for (auto& elem : flist) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;// 反转链表flist.reverse();// 打印反转后的链表std::cout << "Reversed forward_list: ";for (auto& elem : flist) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

Elements in forward_list: 1 2 3 4 5 
Reversed forward_list: 5 4 3 2 1 

总结

std::forward_list是 C++11 中引入的一个高效的单向链表容器，它提供了灵活的元素管理方法，适用于需要频繁进行插入和删除操作的场景。

由于其内部实现只维护单向链接，std::forward_list在空间使用上比std::list更加高效。通过合理利用std::forward_list提供的方法，可以在保证性能的同时，编写出清晰、简洁的代码。