C++初阶：STL容器list的使用与初版自实现

news2024/9/25 13:14:10

目录

  • 1. list的接口与使用
    • 1.1 默认成员函数
    • 1.2 迭代器与容量相关成员函数
    • 1.3 存储数据操作相关成员函数
    • 1.4 其他list操作成员函数
  • 2. list的自实现
    • 2.1 list的自实现功能
    • 2.2 list的结点结构
    • 2.3 list的迭代器
    • 2.3 list的结构
    • 2.4 list迭代器的运算符重载
    • 2.5 list的成员函数
  • 3. const迭代器，operator->运算符重载与模板参数的应用
    • 3.1 const迭代器
    • 3.2 迭代器的operator->运算符重载

1. list的接口与使用

  1. list对标的是数据结构中的双向带头循环链表

1.1 默认成员函数

构造与拷贝构造

//无参构造
list<int> l1;
//指定个数值构造
list<int> l2(3, 100);
//迭代器区间构造
list<int> l3(l2.begin(), l2.end());
//拷贝构造
list<int> l4(l3);

赋值重载操作符

//给正在定义的对象使用赋值，会自动调用拷贝构造
list<int> l1(3,100);

list<int> l2 = l1;

list3<int> l3;

ls = l1;

1.2 迭代器与容量相关成员函数

迭代器相关

//正向反向迭代器
list<int> l1;
l1.begin();
l1.rbegin();

//const迭代器
l1.cbegin();
l1.crbegin();

容量大小相关

//list的现容量
list<int> l1;
l1.capacity();
//list的现存储数据长度
l1.size();
//理论上的最大长度
l1.max_size();

1.3 存储数据操作相关成员函数

数据操作相关

//返回list的头尾元素
list<int> l1;
l1.front();
l1.back();

list<int> l2(3,10);
//给已存在list使用指定值赋值
//使用指定值
l1.assgin(4, 99);
//使用迭代器区间
l1.assgin(l2.begin(), l2.end());

//头插，头删
l1.push_front(100);
l1.pop_front();

//尾插，尾删
l1.push_back(100);
l1.pop_back();

//指定位置插入
//在指定迭代器位置之前插入一个值
l1.insert(l1.begin(), 100);
//在指定迭代器位置之前插入n个数
l1.insert(l1.begin(), 3, 100);
//在指定迭代器位置之前插入一段迭代器区间
l1.insert(l1.beign(), l2.begin(), l2.end());

//指定位置删除
//删除指定迭代器位置的值
l1.erase(v.begin());
//删除指定的一段迭代器区间
l1.erase(v.begin(), v.begin() + 2);

//将两个list的结点交换
l1.swap(l2);

//调整链表的容量大小
//n大时扩容，n小时不缩容
//将list扩容至长度为10，并将新增加的结点值赋予为10
l1.resize(10,80);

//清空list的所有结点
l1.clear();

1.4 其他list操作成员函数

接合/转移：splice

//list之间的接合
list<int> l1(5, 10);
list<int> l2(5, 9);

//将list2拼接到list1的指定迭代器位置
l1.splice(l1.begin() + 1, l2);

//将l1上的一个指定迭代器位置结点拼接到l2上的指定迭代器位置
l2.splice(l2.begin(), l1, l1.end() - 1);

//将l1上的一段迭代器区间拼接l2的指定位置上
l2.splice(l2.begin(), l1.begin(), l1.begin() + 2);

寻找指定值并移除：remove，去重：unique

list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);
//找到list中值等于3的结点并移除
l1.remove(3);

//对list进行去重操作，只保留不同值
l1.unique();

排序与逆置

list<int> l1;
l1.push_back(3);
l1.push_back(2);
l1.push_back(1);

//对list进行排序
//归并排序
l1.merge();
l1.sort();

//将整个链表逆置
l1.reverse();

2. list的自实现

2.1 list的自实现功能

  1. 结点与迭代器类型的定义，创建
  2. 迭代器的一系列运算符的重载
  3. list的默认成员函数：构造，析构，赋值重载，拷贝构造，析构
  4. list的插入删除相关成员函数：push_back，pop_back，push_front，pop_front，insert，erase

复用关系
在这里插入图片描述

2.2 list的结点结构

//结点，struct默认成员函数为公有
template<class T>
struct ListNode
{
	//类型名
	typedef ListNode<T> Node;

	Node* _prev;
	Node* _next;
	T val;

	//构造函数：
	ListNode(T x = T())
		:val(x)
		,_prev(nullptr)
		,_next(nullptr)
	{}
};

2.3 list的迭代器

//迭代器
template<class T>
struct __list_iterator
{
	//内置类型无法进行运算符重载
	typedef __list_iterator<T> self;
	typedef ListNode<T> Node;

	__list_iterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}

	//将指针进行封装
	Node* _node;
}

2.3 list的结构

template<class T>
class list
{
public:
	//typedef的作用域只在类域中
	typedef __list_iterator<T> iterator;
	typedef ListNode<T> Node;
	
private:
	Node* Head;
};

2.4 list迭代器的运算符重载

1. ++，–

self& operator++()
{
	_node = _node->_next;

	return *this;
}

self operator++(int)
{
	self tmp(_node);
	_node = _node->_next;

	return tmp;
}

self operator--(int)
{
	self tmp(_node);
	_node = _node->_prev;

	return tmp;
}

self& operator--()
{
	_node = _node->_prev;

	return *this;
}

2. 解引用，!=，==

//后续可能存在值的修改
T& operator*()
{
	return _node->val;
}

//直接使用beign()的返回值作为参数
//形成中间临时变量，临时变量具有常性
//直接传引用会导致权限的放大
//self生成拷贝，self&权限放大
bool operator!=(const self& it)
{
	return _node != it._node;
}

bool operator==(const self& it)
{
	return _node == it._node;
}

2.5 list的成员函数

1. 构造

void init_empty()
{
	Head = new Node;
	Head->_next = Head;
	Head->_prev = Head;
}

list()
{
	init_empty();
}

2. 迭代器

//单参数的构造函数，支持隐式类型转换
iterator begin()
{
	return Head->_next;
}

iterator end()
{
	return Head;
}

3. 随机插入删除

void insert(iterator pos, T val)
{
	//在pos之前插入
	Node* cur = pos._node;
	Node* pre = cur->_prev;
	Node* newnode = new Node(val);

	newnode->_prev = pre;
	newnode->_next = cur;

	cur->_prev = newnode;
	pre->_next = newnode;
}

//指定删除会导致，迭代器失效，野指针
iterator erase(iterator pos)
{
	//会进行优化，直接使用end()返回的指针进行优化
	assert(pos != end());

	//删除当前位置
	Node* cur = pos._node;
	Node* pre = cur->_prev;
	Node* next = cur->_next;

	pre->_next = next;
	next->_prev = pre;

	delete cur;

	return next;
}

4. 头插，头删，尾插，尾删

void push_back(T val)
{
	insert(end(), val);
}

void push_front(T val)
{
	insert(begin(), val);
}

void pop_back()
{
	erase(--end());
}

void pop_front()
{
	erase(begin());
}

5. clear与swap

void swap(list<T> s)
{
	std::swap(Head, s.Head);
}

void clear()
{
	while (begin() != end())
	{
		pop_back();
	}
}

6. 拷贝构造，赋值，析构

//没有写const迭代器
list(list<T>& s)
{
	//链接环状链表
	init_empty();
		
	//没有const迭代器
	for (auto e : s)
	{
		push_back(e);
	}
}

list<T>& operator=(list<T> s)
{
	swap(s);

	return *this;
}

~list()
{
	clear();

	delete Head;
	Head = nullptr;
}

3. const迭代器，operator->运算符重载与模板参数的应用

3.1 const迭代器

  1. 我们对list容器的数据结构对象进行修开操作时，除开list提供的接口外，想要进行对指定位置的结点进行修改，需要先从链表中拿到这一结点位置信息，而我们只能通过迭代器访问遍历的方式做到这一操作。
  2. 想要修改或者访问list的某一结点都是通过迭代器的方式进行的，而list的插入删除操作等接口也是通过迭代器从而实现的。
  3. 当list被const进行修饰，其不想内部的数据被修改，即对我们仅开放只读权限时，我想要对list进行遍历，普通的迭代器因为类型不匹配的原因我们无法进行调用。
  4. 因此，我们需要专门创建支持this指针指向内容被const修饰的迭代器，即只有访问权限无法对其指向进行更改操作的迭代器。
  5. const迭代器的其他操作行为都与普通相同，只是operator*操作符重载返回的值是const修饰的无法更改，所以我们独立去编写一份相似度极高的代码是非常低效的。
  6. 解决方式采用引入新的模板参数来做operator*返回值类型的区分。
template<class T, class Ref>
struct __list_iterator
{
	typedef __list_iterator<T, Ref> self;
	typedef ListNode<T> Node;
	
	Node* _node;

	__list_iterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}

	//const T&/T&
	//根据不同的模板参数，返回类型也不同
	Ref operator*()
	{
		return _node->val;
	}
	
	//其他操作与普通迭代器相同
	//......
};

//增加const迭代器后的list容器
template<class T>
class list
{
public:
	//同一模板，传递模板参数不同，得到的迭代器不同
	typedef __list_iterator<T, T&> iterator;
	typedef __list_iterator<T, const T&> const_iterator;

	//const迭代器
	//const修饰的变量，表示其值不想不被改变
	const_iterator begin() const
	{
		return Head->_next;
	}

	const_iterator end() const
	{
		return Head;
	}
	
	void init_empty()
	{
		Head = new Node;
		Head->_next = Head;
		Head->_prev = Head;
	}

	list()
	{
		init_empty();
	}

private:
	Node* Head;
};
  1. 创建const迭代器后，拷贝构造可以直接使用const修饰的参数，提高效率。

3.2 迭代器的operator->运算符重载

  1. operator->运算重载的意义：当list存储的结点数据为自定义类型，且自定义类型其自身并没有重载流插入运算符，我们又要对其结点内部的值进行访问与打印时，迭代器重载的operator->就可以让我们来进行自定义结点内部数据的访问。
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __list_iterator
{
	typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self;
	typedef ListNode<T> Node;
	
	Node* _node;

	__list_iterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}
	
	//返回结点的数据的地址，间接达到对自定类型结点内部数据的访问
	//const迭代器中对值的访问都要用const修饰，添加新的模板参数
	Ptr operator->()
	{
		return &_node->val;
	}
	
	//其他操作与普通迭代器相同
	//......
};

//list结构
template<class T>
class list
{
public:
	//同一模板，传递模板参数不同，得到的迭代器不同
	typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
	typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

private:
	Node* Head;
};

struct A
{
	int _aa;
	int _bb;

	A(int aa = 1, int bb = 1)
		:_aa(aa)
		,_bb(bb)
	{}
};

zyc::list<A> l1;

l1.push_back(A());
l1.push_back(A(2,3));
l1.push_back(A(2,2));

auto it = l1.begin();
//operator->的调用被编译器优化为一个箭头
//原本调用逻辑：it->->_aa，it.operator->()._aa
//优化调用
cout << it->_aa << endl;

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1542301.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

FreeCAD傻瓜教程之基准面的构建-在实体的表面上新建坐标、倾斜的平面、附加不同的台阶、旋转体等

FreeCAD傻瓜教程之基准面的构建-在实体的表面上新建坐标、倾斜的平面、附加不同的台阶、旋转体等

目的&#xff1a;学会在已有模型的不同剖面上建立新的坐标系&#xff0c;并绘图&#xff1b;使得新图形仍然作为同一个零件实体的构件。 零、需求举例 在下列模型中&#xff0c;我们要在圆杆的顶部增加一个把手&#xff0c;如果点击圆杆顶部&#xff0c;则仅能在顶部圆形所在…
阅读更多...
【Linux】Linux工具学习之git

【Linux】Linux工具学习之git

&#x1f525;博客主页&#xff1a; 小羊失眠啦. &#x1f3a5;系列专栏&#xff1a;《C语言》 《数据结构》 《C》 《Linux》 《Cpolar》 ❤️感谢大家点赞&#x1f44d;收藏⭐评论✍️ 文章目录 前言一、账号注册1.1 GitHub与Gitee 二、构建仓库三、安装git 四、配置git五、克…
阅读更多...
[金三银四] 操作系统上下文切换系列

[金三银四] 操作系统上下文切换系列

图源&#xff1a; https://zhuanlan.zhihu.com/p/540717796 文章目录 2.11 cpu 的上下文切换2.12 协程的上下文切换2.13 线程的上下文切换2.14 进程的上下文切换2.15 中断上下文切换2.16 什么时候会发生进程的上下文切换2.17 什么时候会发生线程的上下文切换2.18 什么时候会发生…
阅读更多...
cocos3.0 关于UI组件学习

cocos3.0 关于UI组件学习

Sprite 图片&#xff1a;官方文档 Size Mode: 1.Raw&#xff1a;原始大小 2.TRIMMED: 默认&#xff0c;会裁切原始图片透明像素 3.Custom&#xff1a;自定义&#xff0c;只要修改ContentSize&#xff0c;会自动设置 Type 1.Simple:普通,会铺满&#xff0c;一张图。 2.Sliced…
阅读更多...
信号处理与分析——matlab记录

信号处理与分析——matlab记录

一、绘制信号分析频谱 1.代码 % 生成测试信号 Fs 3000; % 采样频率 t 0:1/Fs:1-1/Fs; % 时间向量 x1 1*sin(2*pi*50*t) 1*sin(2*pi*60*t); % 信号1 x2 1*sin(2*pi*150*t)1*sin(2*pi*270*t); % 信号2% 绘制信号图 subplot(2,2,1); plot(t,x1); title(信号x1 1*sin(…
阅读更多...
Qt——2D画图

Qt——2D画图

基础画图函数 矩形 painter.drawRect(50,50,200,100); 圆角矩形 painter.drawRoundRect(50,50,200,200,50,50); xRadius和yRadius分别以矩形宽度和高度的一半的百分比指定&#xff0c;并且应该在0.0到100.0的范围内 弧线 painter.drawArc(50,50,200,200, -90*16, 90*16);…
阅读更多...
微服务（基础篇-003-Nacos）

微服务（基础篇-003-Nacos）

目录 Nacos注册中心&#xff08;1&#xff09; 认识和安装Nacos&#xff08;1.1&#xff09; Nacos快速入门&#xff08;1.2&#xff09; 服务注册到Nacos(1.2.1) Nacos服务分级存储模型&#xff08;1.3&#xff09; 配置集群&#xff08;1.3.1&#xff09; 根据集群修改…
阅读更多...
记录echarts各种地图json文件下载地址

记录echarts各种地图json文件下载地址

今日绘图需要用到echarts的地图json文件&#xff0c;但是github上已经找不到了&#xff0c;后发现伟大的网友提供了地址如下&#xff1a;Index of /examples/data/asset/geohttps://echarts.apache.org/examples/data/asset/geo/
阅读更多...
uniapp 打包后缺少maps模块和share模块的解决方案

uniapp 打包后缺少maps模块和share模块的解决方案

缺失maps模块 我的应用 | 高德控制台 缺失share模块 QQ互联管理中心 微信开放平台
阅读更多...
OC对象 - 关联对象（如何给分类添加成员变量）

OC对象 - 关联对象（如何给分类添加成员变量）

文章目录 OC对象 - 关联对象&#xff08;如何给分类添加成员变量&#xff09;1. 基本使用1.1 提供的API1.1.1 添加关联对象1.1.2 获得关联对象1.1.3 移除所有关联对象1.1.3 修饰符 1.2 使用方法1.2 Key的常见用法1.2.1 使用的get方法的selecor作为key1.2.2 使用指针的地址作为k…
阅读更多...
Springboot实现合并单元格的excel文件导入到数据库（多模块）

Springboot实现合并单元格的excel文件导入到数据库（多模块）

最近做项目的时候一直在遇到excel导入导出的问题&#xff0c;本篇博文也是为了记录我这几天的血泪史&#xff0c;并做以记录&#xff0c;希望各位看完之后能有所收获。 以下是我excel文档里面的具体内容&#xff1a; excel文件中的编码信息属于另外一张表&#xff0c;所以以下…
阅读更多...
MySQL：表的操作

MySQL：表的操作

文章目录 创建表查看表结构修改表删除表 前面对于库的操作有了认识后&#xff0c;下面进行表的操作 创建表 以下图为例 创建表其实和定义结构体有点类似&#xff0c;总的来说就是先定义列名&#xff0c;然后后面跟着是列的数据类型&#xff0c;之后在定义结束后可以带上对应的…
阅读更多...
SpringMVC | SpringMVC中的 “文件上传和下载”

SpringMVC | SpringMVC中的 “文件上传和下载”

目录: 一、文件上传1.1 文件上传“概述”1.2 文件上传“具体配置” :“前端”中配置“文件上传” ( type“file” 满足3个条件 )“后端”中配置“文件上传” ( 配置id为“CommonsMultipartResolver”的bean 配置“文件上传”的“约束条件” 通过“MultipartFile接口”参数接…
阅读更多...
综合知识篇21-项目管理考点（2024年软考高级系统架构设计师冲刺知识点总结系列文章）

综合知识篇21-项目管理考点（2024年软考高级系统架构设计师冲刺知识点总结系列文章）

专栏系列文章： 2024高级系统架构设计师备考资料（高频考点&真题&经验）https://blog.csdn.net/seeker1994/category_12593400.html案例分析篇00-【历年案例分析真题考点汇总】与【专栏文章案例分析高频考点目录】（2024年软考高级系统架构设计师冲刺知识点总结-案例…
阅读更多...
02.percona Toolkit工具pt-archiver命令实践

02.percona Toolkit工具pt-archiver命令实践

1.命令作用 Percona Toolkit有的32个命令&#xff0c;可以分为7大类 工具类别 工具命令 工具作用 备注 开发类 pt-duplicate-key-checker 列出并删除重复的索引和外键 pt-online-schema-change 在线修改表结构 pt-query-advisor 分析查询语句&#xff0c;并给出建议&#x…
阅读更多...
Docker 笔记（七）--打包软件生成镜像

Docker 笔记（七）--打包软件生成镜像

目录 1. 背景2. 参考3. 文档3.1 使用docker container commit命令构建镜像3.1.1 [Docker官方文档-docker container commit](https://docs.docker.com/reference/cli/docker/container/commit/)Description&#xff08;概述&#xff09;Options&#xff08;选项&#xff09;Exa…
阅读更多...
108、3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering

108、3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering

简介 官网 更少训练时间的同时实现最先进的视觉质量&#xff0c;能在1080p分辨率下实现高质量的实时(≥30 fps)新视图合成 NeRF使用隐式场景表示&#xff0c;体素&#xff0c;点云等属于显示建模方法&#xff0c;3DGS就是显示辐射场。它用3D高斯作为灵活高效的表示方法&…
阅读更多...
android Fragment 生命周期 方法调用顺序

android Fragment 生命周期 方法调用顺序

文章目录 Introlog 及结论代码 Intro 界面设计&#xff1a;点击左侧按钮&#xff0c;会将右侧 青色的RightFragment 替换成 黄色的AnotherRightFragment&#xff0c;而这两个 Fragment 的生命周期方法都会打印日志。 所以只要看执行结果中的日志&#xff0c;就可以知道 Fragme…
阅读更多...
2021年XX省赛职业院校技能大赛”高职组 计算机网络应用赛项 网络构建模块竞赛真题

2021年XX省赛职业院校技能大赛”高职组 计算机网络应用赛项 网络构建模块竞赛真题

“2021年XX省赛职业院校技能大赛”高职组 计算机网络应用赛项 网络构建模块竞赛真题 目录 一&#xff0e;考试说明 1 二&#xff0e;模块B网络构建 2 &#xff08;一&#xff09;任务描述 2 &#xff08;二&#xff09;任务清单 9 一&#xff0e;考试说明 本模块比赛时间为…
阅读更多...
服务消费微服务

服务消费微服务

文章目录 1.示意图2.环境搭建1.创建会员消费微服务模块2.删除不必要的两个文件3.检查父子模块的pom.xml文件1.子模块2.父模块 4.pom.xml 添加依赖&#xff08;刷新&#xff09;5.application.yml 配置监听端口和服务名6.com/sun/springcloud/MemberConsumerApplication.java 创…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023