文章目录
- 1.list类的介绍
- 2.list的基本用法
- 2.1 基本用法
- 2.2 迭代器失效
- 2.3 reverse(逆置)
- 2.3 sort(排序)
- 2.4 unique(去重)
- 2.5 splice(转移)
- 3.list的底层(模拟实现)
- 3.1 list的++
- 3.2 修改链表问题
- 3.3 完整代码
1.list类的介绍
list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
2.list的基本用法
2.1 基本用法
前面的用法大多都和string和vector差不都，这些用法就不再赘述！
2.2 迭代器失效
2.3 reverse(逆置)
2.3 sort(排序)
2.4 unique(去重)
2.5 splice(转移)
3.list的底层(模拟实现)
3.1 list的++
大致思路还是和之前一样的，但是List这里有需要专门说明的地方！
因为list的存储空间不像vector一样是连续的，链表吗，就是一个地址连一个地址。
所以它不能像vector一样随便的++和+n这样操作。
所以我们需要typedef一个模板，来重载我们的运算符！
template<class T>
struct ListIterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef ListIterator<T> Self;
Node* _node;
ListIterator(Node* node)
:_node(node)
{}
// *it
T& operator*()
{
return _node->_data;
}
// it->
T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
// ++it前置++
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
//it++后置++
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
//同样的还有前置--
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
//后置--
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
bool operator==(const Self& it)
{
return _node == it._node;
}
};
3.2 修改链表问题
但是这样分别写两个ListIterator和ListConstIterator就非常的浪费，那么有没有什么办法合二为一呢？
添加类模板参数！
3.3 完整代码
mylist.h:
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
namespace my
{
// List的节点类
template<class T>
struct ListNode
{
ListNode<T>* _pPre;
ListNode<T>* _pNext;
T _val;
ListNode(const T& val = T())
:_pNext(nullptr)
, _pPre(nullptr)
, _val(val)
{}
};
//List的迭代器类
template<class T, class Ref, class Ptr>
class ListIterator
{
typedef ListNode<T>* PNode;
typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;
public:
PNode _pNode;
public:
ListIterator(PNode pNode = nullptr)
:_pNode(pNode)
{}
ListIterator(const Self& l)
: _pNode(l._pNode)
{}
T& operator*()
{
return _pNode->_val;
}
T* operator->()
{
return &_pNode->_val;
}
Self& operator++()//前置++
{
_pNode = _pNode->_pNext;
return *this;
}
Self operator++(int)//后置++
{
Self tmp(*this);
_pNode = _pNode->_pNext;
return tmp;
}
Self& operator--()
{
_pNode = _pNode->_pPre;
return *this;
}
Self& operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_pNode = _pNode->_pPre;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& l) const
{
return _pNode != l._pNode;
}
bool operator==(const Self& l) const
{
return _pNode == l._pNode;
}
};
//list类
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef Node* PNode;
private:
void CreateHead()
{
// 创建头节点
_pHead = new Node;
_pHead->_pNext = _pHead;
_pHead->_pPre = _pHead;
_size = 0;
}
PNode _pHead;
size_t _size;
public:
typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;
typedef ListIterator<T, const T&, const T&> const_iterator;
public:
///
// List的构造
void empty_init()
{
_pHead = new Node;
_pHead->_pNext = _pHead;
_pHead->_pPre = _pHead;
_size = 0;
}
list()
{
empty_init();
}
list(int n, const T& value = T())
{
// 创建包含 n 个值为 value 的节点的链表
empty_init();
for (int i = 0; i < n; ++i) {
push_back(value);
}
}
template <class Iterator>
list(Iterator first, Iterator last)
{
// 通过迭代器范围 [first, last) 创建链表
empty_init();
while (first != last) {
push_back(*first);
++first;
}
}
list(const list<T>& l)
{
empty_init();
for (auto& e : l)
{
push_back(e);
}
}
list<T>& operator=(const list<T>& l)
{
if (this != &l) {
list<T> tmp(l);
swap(tmp);
}
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _pHead;
_pHead = nullptr;
}
///
// List Iterator
iterator begin()
{
return _pHead->_pNext;
}
iterator end()
{
return _pHead;
}
const_iterator begin() const
{
return _pHead->_pNext;
}
const_iterator end() const
{
return _pHead;
}
///
// List Capacity
size_t size()const
{
return _size;
}
bool empty()const
{
return _size == 0;
}
// List Access
T& front()
{
// 返回链表的第一个元素
return _pHead->_pNext->_val;
}
const T& front()const
{
// 返回链表的第一个元素（常量版本）
return _pHead->_pNext->_val;
}
T& back()
{
// 返回链表的最后一个元素
return _pHead->_pPre->_val;
}
const T& back()const
{
// 返回链表的最后一个元素
return _pHead->_pPre->_val;
}
// List Modify
/*void push_back(const T& x)
{
Node* newnode = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;
}*/
void push_back(const T& val) { insert(end(), val); }
void pop_back() { erase(--end()); }
void push_front(const T& val) { insert(begin(), val); }
void pop_front() { erase(begin()); }
// 在pos位置前插入值为val的节点
iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
Node* cur = pos._pNode;
Node* newnode = new Node(val);
Node* prev = cur->_pPre;
prev->_pNext = newnode;
newnode->_pPre = prev;
newnode->_pNext = cur;
cur->_pPre = newnode;
_size++;
return iterator(newnode);
}
// 删除pos位置的节点，返回该节点的下一个位置
iterator erase(iterator pos)
{
Node* cur = pos._pNode;
Node* prev = cur->_pPre;
Node* next = cur->_pNext;
prev->_pNext = next;
next->_pPre = prev;
delete cur;
_size--;
return iterator(next);
}
void clear()
{
iterator l = begin();
while (l != end())
{
l = erase(l);
}
}
void swap(list<T>& l)
{
std::swap(_pHead, l._pHead);
std::swap(_size, l._size);
}
};
void test_list1()
{
my::list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_back(5);
// 使用迭代器遍历链表并修改元素值
for (auto it = lt.begin(); it != lt.end(); ++it)
{
*it += 10; // 通过迭代器访问元素值
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
lt.push_front(10);
lt.push_front(20);
lt.push_front(30);
// 使用范围-based for 循环遍历链表
for (auto& e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.pop_back();
lt.pop_back();
lt.pop_front();
lt.pop_front();
// 再次使用范围-based for 循环遍历链表
for (auto& e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
};
main.cpp:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"mylist.h"
int main()
{
my::test_list1();
return 0;
}
