Каковы преимущества использования контейнера list по сравнению с контейнером vector?

Преимущества std::list по сравнению с std::vector заключаются в следующем:

• Константное время вставки и удаления элементов: std::list обеспечивает вставку и удаление элементов в любой позиции за O(1) по времени, при условии, что итератор на эту позицию известен. std::vector требует O(N) в худшем случае для вставки/удаления в середине, так как необходимо сдвигать элементы.
• Отсутствие инвалидации указателей и итераторов при вставке/удалении: В std::list вставка или удаление элемента не инвалидирует указатели или итераторы на другие элементы. В std::vector большинство операций вставки/удаления (кроме добавления в конец без переаллокации и удаления с конца) могут инвалидировать указатели и итераторы.
• Эффективное перемещение элементов: Операции splice в std::list позволяют перемещать элементы между списками или внутри одного списка за O(1) время, что невозможно в std::vector.
• Эффективная реализация стека/очереди с обеих сторон: std::list позволяет эффективно выполнять операции push_front, pop_front, push_back, pop_back, что делает его хорошим выбором для реализации двусторонней очереди. std::vector не предоставляет эффективного push_front и pop_front.

Недостатки std::list (которые являются преимуществами std::vector):

• Медленный случайный доступ: Доступ к элементу по индексу в std::list требует O(N) времени, так как необходимо проходить по списку. В std::vector случайный доступ по индексу занимает O(1).
• Больший объем памяти на элемент: std::list хранит указатели на предыдущий и следующий узлы, что увеличивает накладные расходы памяти на каждый элемент по сравнению с std::vector.
• Худшая локальность данных: Элементы std::list могут быть разбросаны в памяти, что приводит к худшей локальности данных и, как следствие, к менее эффективному использованию кэша ЦП по сравнению с std::vector, где элементы располагаются последовательно.

Выбор между std::list и std::vector зависит от конкретной задачи и требуемых операций:

* Без учета поиска позиции.