【十四】【C++】list 的常见用法

list 的初始化和遍历

 
/*list的初始化和遍历*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;

void TestList1()
 {
    list<int> L1;
    list<int> L2(10, 5);
    
     vector<int> v{1,2,3,4,5};
    
     list<int> L3(v.begin(), v.end());
    
     list<int> L4(L3);
    
     // C++11
    list<int> L5{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    
     /
    // 链表遍历
    for (auto e : L2)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    
     // list<int>::iterator it = L3.begin();
    auto it = L3.begin();
    while (it != L3.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
    cout << endl;
    
     auto rit = L4.rbegin();
    while (rit != L4.rend())
    {
        cout << *rit << " ";
        ++rit;
    }
    cout << endl;
    
     // 注意：list不能使用原生态指针，即Node*来遍历链表
    // 因为list没有提供获取头指针的方法
}

int main(){
    TestList1();
 }
#endif

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std::list 是一个双向链表，提供了双向序列的特性，包括有效地进行插入、删除操作等，但不支持随机访问。

初始化 std::list

空初始化： list<int> L1; 创建了一个空的 int 类型的 list。

填充初始化： list<int> L2(10, 5); 创建了一个包含 10 个元素，每个元素都初始化为 5 的 list。

范围初始化： list<int> L3(v.begin(), v.end()); 使用 vector<int> v 的迭代器范围来初始化 L3，即将 v 中的元素复制到 L3 中。

拷贝初始化： list<int> L4(L3); 使用另一个 list L3 来初始化 L4，复制 L3 的所有元素。

列表初始化 （C++11）: list<int> L5{ 1, 2, 3, 4, 5 }; 使用初始化列表直接初始化 L5。

链表遍历

范围 for 循环： 使用范围 for 循环遍历 L2，打印出其所有元素。这是 C++11 引入的一种简洁的遍历容器的方式。

使用迭代器： 通过迭代器 it 遍历 L3，同样打印出所有元素。std::list 提供的迭代器是双向迭代器。

使用反向迭代器： 通过反向迭代器 rit 遍历 L4，但这次是逆序打印出所有元素。反向迭代器从容器的末尾开始遍历至开始。

注意

代码中提到，“list不能使用原生态指针，即 Node*来遍历链表”，这是因为 std::list 的实现细节被抽象化了，用户无法像操作普通链表那样通过节点指针进行遍历或访问。std::list 提供了迭代器来抽象这些细节，使得操作更安全、更容易。

list 的 resize 操作探究

 
/*list的resize操作探究*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;

void TestList2()
 {
    list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    cout << L.size() << endl;
    
     L.resize(10, 6);
    for (auto e : L)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    
     L.resize(20);
    for (auto e : L)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    
     L.resize(7);
    for (auto e : L)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
 }

int main(){
    TestList2();
 }
#endif

 

2f7e5c580ed04fe684331efa3a9b5b34.png

resize 方法用于调整链表的大小，即元素的数量。以下是对 TestList2 函数中各个操作的详细解释：

初始化 std::list

list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };

使用初始化列表创建了一个包含元素 {1, 2, 3, 4, 5} 的 list。

调整大小并填充新元素

L.resize(10, 6);

调整 L 的大小至 10 个元素。由于新大小大于当前大小，resize 方法会添加额外的元素。在这个例子中，新增的元素被初始化为 6。因此，调整后的 list 包含元素 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 6, 6}。

再次调整大小，使用默认值填充

L.resize(20);

这次 L 的大小被调整至 20 个元素。因为没有指定新元素的初始化值，新增的元素会被默认初始化。对于整数类型，这意味着它们被初始化为 0。现在，list 包含 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}。

减少 list 的大小

L.resize(7);

L 的大小被减少至 7 个元素。resize 方法会移除超出新大小的元素。因此，list 现在包含 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 6}。

在每次调整大小之后，代码通过一个范围 for 循环遍历 L 并打印其所有元素，这样可以直观地看到 resize 操作的结果。

list 的插入删除操作探究

 
/*list的插入删除操作探究*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;


void TestList3()
 {
    list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    L.push_back(6);
    L.push_back(7);
    L.push_back(8);
    L.push_back(9);
    cout << L.size() << endl;
    cout << L.front() << endl;
    cout << L.back() << endl;
    
     L.pop_back();
    L.pop_back();
    for (auto e : L)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    
     L.push_front(0);
    for (auto e : L)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    
     L.pop_front();
    for (auto e : L)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    
     L.insert(L.begin(), 0);
    
     auto pos = find(L.begin(), L.end(), 5);
    if (pos != L.end())
        L.insert(pos, 5, 8);
    
     int array[] = { 10, 20, 30, 40, 50 };
    
     L.insert(L.end(), array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
 }

int main(){
    TestList3();
 }
#endif

80797022737a47aab4aa8bccc651420f.png

std::list 是一个双向链表，支持在任何位置高效插入和删除元素。

初始化 std::list

list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };

使用初始化列表创建了一个包含元素 {1, 2, 3, 4, 5} 的链表 L。

添加元素到链表尾部

通过 push_back 方法，在链表的尾部依次添加了元素 6、7、8 和 9。

L.push_back(6);

L.push_back(7);

L.push_back(8);

L.push_back(9);

这些操作将 L 扩展为 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}。

移除链表尾部的元素

通过 pop_back 方法移除了链表尾部的两个元素（8 和 9）。

L.pop_back();

L.pop_back();

L 现在包含 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}。

在链表头部添加元素

通过 push_front 方法在链表的头部添加了元素 0。

L.push_front(0);

L 现在包含 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}。

移除链表头部的元素

通过 pop_front 方法移除了链表头部的元素 0。

L.pop_front();

L 恢复为 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}。

在链表特定位置插入元素

首先，在链表的开始位置插入元素 0。

L.insert(L.begin(), 0);

然后，找到元素 5 的位置，并在该位置前插入五个 8。

auto pos = find(L.begin(), L.end(), 5);

if (pos != L.end())

L.insert(pos, 5, 8);

这使得 L 变为 {0, 1, 2, 3, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 5, 6, 7}。

从数组中插入多个元素

通过 insert 方法，将一个整型数组 {10, 20, 30, 40, 50} 的所有元素插入到链表的末尾。

int array[] = { 10, 20, 30, 40, 50 };

L.insert(L.end(), array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));

这将数组中的元素添加到了 L 的末尾，使得 L 最终包含 {0, 1, 2, 3, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 5, 6, 7, 10, 20, 30, 40, 50}。

list 的 erase、assign 操作探究

 
/*list的erase、assign操作探究*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;


void TestList4()
 {
    list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    L.push_back(6);
    L.push_back(7);
    L.push_back(8);
    L.push_back(9);
    
     L.erase(L.begin());
    L.erase(find(L.begin(), L.end(), 8));
    L.erase(L.begin(), L.end());    // clear();
    
     L.assign(10, 5);
    
     int array[] = { 10, 20, 30, 40, 50 };
    L.assign(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
 }

int main(){
    TestList4();
 }
#endif

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初始链表的创建和元素添加

list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };

L.push_back(6);

L.push_back(7);

L.push_back(8);

L.push_back(9);

首先，通过初始化列表创建一个包含 {1, 2, 3, 4, 5} 的 list，然后依次添加元素 6、7、8 和 9 到链表的末尾，使得链表变为 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}。

删除链表中的元素

L.erase(L.begin());

删除链表的第一个元素（1）。此时链表变为 {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}。

L.erase(find(L.begin(), L.end(), 8));

使用 find 函数查找值为 8 的元素，并将其删除。此时链表变为 {2, 3, 4, 5, 6, 7, 9}。

L.erase(L.begin(), L.end()); // clear();

删除链表中从开始到结束的所有元素，相当于清空整个链表。这行代码实际上清空了链表，使其不包含任何元素。

重新分配链表内容

L.assign(10, 5);

assign 方法用于将链表的内容替换为指定数量（这里是 10）的重复元素（这里是 5）。执行这个操作后，链表包含了 10 个值为 5 的元素。

使用数组重新分配链表内容

int array[] = { 10, 20, 30, 40, 50 };

L.assign(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));

再次使用 assign 方法，但这次是用数组的元素来重新分配链表的内容。通过计算数组的大小，将整个 array 的内容赋值给链表 L。执行这个操作后，链表的内容变为 {10, 20, 30, 40, 50}。

list 的 remove、sort、unique、reverse 操作探究

 
/*list的remove、sort、unique、reverse操作探究*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
void TestList5() {
    list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 1, 1};
    L.remove(1);

    L.sort();

    L.unique();

    L.reverse();
 }

int main() {
    TestList5();
 }
#endif

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初始链表的创建

list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 1, 1};

首先，通过初始化列表创建了一个包含重复元素的 list。

删除特定元素

L.remove(1);

remove 方法从链表中删除所有值为 1 的元素。执行这个操作后，链表中所有的 1 被移除，链表变为 {2, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 5}。

对链表进行排序

L.sort();

sort 方法对链表中的元素进行排序。std::list 提供了自己的 sort 成员函数，因为标准算法库中的 std::sort 需要随机访问迭代器，而 list 只提供双向迭代器。排序后，链表变为 {2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5}。

移除连续重复的元素

L.unique();

unique 方法移除链表中连续重复的元素，只保留了每组重复元素中的第一个元素。在排序后的链表中应用 unique，会移除所有的连续重复项，链表变为 {2, 3, 4, 5}。

反转链表

L.reverse();

reverse 方法将链表中的元素反向排列。执行这个操作后，链表中的元素顺序被反转，即 {5, 4, 3, 2}。

list 的 remove_if 操作探究

 
/*list的remove_if操作探究*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

bool IsEven(int data) {
    // 5的二进制：0000 0101
    //          0000 0001
    // return 0 == (data & 0x01);
    return 0 == data % 2;
 }



void TestList6() {
    list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    L.push_back(6);
    L.push_back(7);
    L.push_back(8);
    L.push_back(9);

    L.remove_if(IsEven);
 }

int main() {
    TestList6();
 }
#endif

3fa71dc98de64517ae95790ce1adf394.png

remove_if 方法允许用户指定一个谓词（一个返回布尔值的函数或函数对象），根据这个谓词来决定哪些元素应该被移除。

定义判定函数

bool IsEven(int data) {

return 0 == data % 2;

}

这个函数 IsEven 检查给定的整数是否为偶数。如果是偶数，返回 true；否则返回 false。

初始化 std::list 并添加元素

list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };

L.push_back(6);

L.push_back(7);

L.push_back(8);

L.push_back(9);

首先，通过初始化列表创建了一个包含元素 {1, 2, 3, 4, 5} 的 list，然后依次添加了元素 6、7、8 和 9 到链表的末尾。

使用 remove_if 根据条件移除元素

L.remove_if(IsEven);

remove_if 方法接受一个谓词函数 IsEven 作为参数，并移除 L 中所有使得 IsEven 返回 true 的元素。在这个例子中，它会移除链表中所有的偶数。

执行 remove_if 之后，原始链表 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 中的偶数元素被移除，留下了 {1, 3, 5, 7, 9}。

list 的迭代器失效探究

 
/*list的迭代器失效探究*/
#if 1
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

void TestList7() {
    list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    L.push_back(6);
    L.push_back(7);
    L.push_back(8);
    L.push_back(9);

//1
    auto it = L.begin();
    L.pop_front();
    while (it != L.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
//2
    L.resize(0);
    while (it != L.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
//3
    L.assign(10, 5);
    list<int> L1{ 10, 20, 30, 40, 50 };
    L = L1;

    while (it != L.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
//4
    while (it != L.end()) {
        // L.erase(it);
        // ++it;
        it = L.erase(it);
    }
 }

int main() {
    TestList7();
 }
#endif

 

 

初始化列表和添加元素

list<int> L{ 1, 2, 3, 4, 5 };

L.push_back(6);

L.push_back(7);

L.push_back(8);

L.push_back(9);

这段代码初始化了一个包含 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 的 list。

删除链表的第一个元素

auto it = L.begin();

L.pop_front();

it 初始化为指向链表的第一个元素。随后，pop_front() 删除了链表的第一个元素。由于 it 此时指向的元素被删除，it 的状态变得未定义，导致迭代器失效。正确的做法是在删除操作之后重新获取 begin() 的迭代器。

52eb30ebdd304006b957ee71ae095ef7.png

清空链表

L.resize(0);

这段代码将链表的大小调整为 0，相当于清空了链表。此时，除了 end() 迭代器之外，任何其他迭代器都变得无效，包括之前的 it。

50e8144ebd1d4da98a40cdd2e3161cef.png

stl_list_h 中"operator ="底层代码

 
/*operator = 重载*/
template <class T, class Alloc>
list<T, Alloc>& list<T, Alloc>::operator=(const list<T, Alloc>& x) {
  if (this != &x) {
    iterator first1 = begin();
    iterator last1 = end();
    const_iterator first2 = x.begin();
    const_iterator last2 = x.end();
    while (first1 != last1 && first2 != last2) *first1++ = *first2++;
    if (first2 == last2)
      erase(first1, last1);
    else
      insert(last1, first2, last2);
  }
  return *this;
 }

template <class T, class Alloclist<T, Alloc>& list<T, Alloc>::operator=(const list<T, Alloc>& x) {

这一行声明了一个模板函数，这个函数是list类的成员函数，用于重载赋值运算符=。T是列表中存储元素的类型，而Alloc是分配器类型，用于控制元素的内存分配。该函数接收一个常量引用x作为参数，这个参数是另一个list对象，表示要从中复制数据。函数返回对当前对象的引用，允许链式赋值。

if (this != &x) {

这一行检查自赋值的情况。如果被赋值的对象（*this）和赋值来源对象（x）是同一个对象，则不执行任何操作。这是为了防止自我复制时可能发生的资源泄露或不必要的操作。

iterator first1 = begin(); iterator last1 = end(); const_iterator first2 = x.begin(); const_iterator last2 = x.end();

这四行代码初始化四个迭代器。first1和last1分别是当前list对象的起始和结束位置的迭代器。first2和last2是参数x（即要复制的list对象）的起始和结束位置的常量迭代器。

while (first1 != last1 && first2 != last2) *first1++ = *first2++;

这行代码在两个列表都没有遍历完之前，逐个元素地从x复制元素到当前对象。*first1++ = *first2++这个表达式复制元素值，并将两个迭代器分别向前移动到下一个元素。

if (first2 == last2)erase(first1, last1);elseinsert(last1, first2, last2);

在完成上述循环后，会有两种情况：

如果x的元素已经复制完，但当前对象中还有剩余元素，这些剩余元素需要被删除。这通过调用erase(first1, last1)实现，它删除从first1到last1（不包括last1）范围内的所有元素。

如果当前对象的元素已经被完全覆盖，但x中还有未复制的元素，这些元素需要被插入到当前对象的末尾。这通过调用insert(last1, first2, last2)实现，它从first2到last2的范围内插入元素到last1位置之前。

return *this;

最后，函数返回当前对象的引用，使得可以进行链式赋值操作（例如，a = b = c）。

重新分配链表内容

L.assign(10, 5);

list<int> L1{ 10, 20, 30, 40, 50 };

L = L1;

05f453db694040959c799b1d7b5a02ea.png

assign底层实现和operator=大致是相同的。根据迭代器指向的位置元素是否被销毁来判断迭代器是否失效。示例代码迭代器没有发生失效。

删除操作

while (it != L.end()) {

it = L.erase(it);

}

6f1b7b56d82e48e59c2c050ec054f5bf.png

这种模式是正确的方式来删除链表中的元素，因为 erase 返回指向被删除元素下一个元素的迭代器。

 

结尾

最后，感谢您阅读我的文章，希望这些内容能够对您有所启发和帮助。如果您有任何问题或想要分享您的观点，请随时在评论区留言。

 

同时，不要忘记订阅我的博客以获取更多有趣的内容。在未来的文章中，我将继续探讨这个话题的不同方面，为您呈现更多深度和见解。

 

谢谢您的支持，期待与您在下一篇文章中再次相遇！

 

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1.Redis学习资料 虽然前面已经学习了 Redis 理论和技术点&#xff0c;但是如果想要持续提升自己的技术能力&#xff0c;还是需要不断丰富自己的知识体系。本章&#xff0c;给你推荐几本优秀的书籍&#xff0c;以及拓展知识面的其他资料。 1.1 经典书籍 在学习 Redis 时&…
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如何实现视线(目光)的检测与实时跟踪

如何实现视线(目光)的检测与实时跟踪

如何实现视线(目光)的检测与实时跟踪 核心步骤展示说明 找到人脸 检测人脸特征点 根据特征点找到人眼区域 高精度梯度算法检测瞳孔中心 根据眼睛周边特征点计算眼睛中心 瞳孔中心和眼睛中心基于视线模型计算视线方向 视线方向可视化 详细实现与说明&#xff1a; https://stud…
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机器学习2--逻辑回归(案列)

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糖尿病数据线性回归预测 import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.datasets import load_diabetes diabetesload_diabetes() datadiabetes[data] targetdiabetes[target] feature_namesdiabetes[feature_names] data.shape df …
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【知识整理】招人理念、组织结构、招聘

【知识整理】招人理念、组织结构、招聘

1、个人思考 几个方面&#xff1a; 新人&#xff1a;选、育、用、留 老人&#xff1a;如何甄别&#xff1f; 团队怎么演进&#xff1f; 有没有什么注意事项 怎么做招聘&#xff1f; 2、 他人考虑 重点&#xff1a; 1、从零开始&#xff0c;讲一个搭建团队的流程 2、标…
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【MySQL】字符串函数的学习

【MySQL】字符串函数的学习

&#x1f308;个人主页: Aileen_0v0 &#x1f525;热门专栏: 华为鸿蒙系统学习|计算机网络|数据结构与算法 ​&#x1f4ab;个人格言:“没有罗马,那就自己创造罗马~” #mermaid-svg-J7VN4RbrBi51ozap {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-siz…
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【论文阅读笔记】InstantID : Zero-shot Identity-Preserving Generation in Seconds

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InstantID:秒级零样本身份保持生成 理解摘要Introduction贡献 Related WorkText-to-image Diffusion ModelsSubject-driven Image GenerationID Preserving Image Generation Method实验定性实验消融实验与先前方法的对比富有创意的更多任务新视角合成身份插值多身份区域控制合…
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探索C语言的内存魔法：动态内存管理解析

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✨✨ 欢迎大家来到贝蒂大讲堂✨✨ &#x1f388;&#x1f388;养成好习惯&#xff0c;先赞后看哦~&#x1f388;&#x1f388; 所属专栏&#xff1a;C语言学习 贝蒂的主页&#xff1a;Betty‘s blog 1. 静态开辟内存 通过前面的学习&#xff0c;我们已经掌握了两种开辟内存的方…
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auto.js教程（autojs教程、autox.js、autoxjs）笔记（一）Autojs概述

auto.js教程（autojs教程、autox.js、autoxjs）笔记（一）Autojs概述

参考文章&#xff1a;【自动化技术】Autojs从入门到精通 参考文章&#xff1a;AutoXJS开发入门简介菜鸟教程 参考文章&#xff1a;关于Auto.js的下架说明 参考文章&#xff1a;Auto.js 4.1.0 文档 文章目录 001--【Autojs概述】1、Autojs是什么&#xff0c;能做什么&#x…
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【算法与数据结构】496、503、LeetCode下一个更大元素I II

【算法与数据结构】496、503、LeetCode下一个更大元素I II

文章目录 一、496、下一个更大元素 I二、503、下一个更大元素II三、完整代码 所有的LeetCode题解索引&#xff0c;可以看这篇文章——【算法和数据结构】LeetCode题解。 一、496、下一个更大元素 I 思路分析&#xff1a;本题思路和【算法与数据结构】739、LeetCode每日温度类似…
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大脑是宇宙中最复杂的物体——科学家们试图破译它，读懂人们的思想

大脑是宇宙中最复杂的物体——科学家们试图破译它，读懂人们的思想

2023年&#xff0c;德克萨斯大学HuthLab进行的一项研究在神经科学和技术领域引发了震动。通过人工智能(AI)和脑成像技术的结合&#xff0c;无法与外界交流的人的思想首次被翻译成连续的自然语言。 这是迄今为止最接近读心术的科学方法。在过去的二十年里&#xff0c;神经成像技…
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Zookeeper集群搭建（3台）

Zookeeper集群搭建（3台）

准备工作 1、提前安装好hadoop102、hadoop103、hadoop104三台机器&#xff0c;参照&#xff1a;CentOS7集群环境搭建&#xff08;3台&#xff09;-CSDN博客 2、提前下载好Zookeeper安装包并上传到/opt/software上、安装包&#xff0c;链接&#xff1a;https://pan.baidu.com/…
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