list(2)
list的迭代器
const迭代器
根据我们之前学过的知识：
const int*p1;//修饰的是指向的内容
int *const p2;//修饰的是迭代器本身
我们写const迭代器，期望的是指向的内容不能修改。 所以更期望写上面p1的形式
const迭代器与普通迭代器的不同点在于普通迭代器既可以读也可以写，但是const修饰的迭代器只可以读
它的实现基本和普通迭代器一致：
template<class T>
struct list_const_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_const_iterator<T> Self;
Node* _node;
list_const_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
const T& operator*()
{
return _node->_data;
}
const T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s)
{
return _node != s._node;
}
};
不同点在于返回值的不同，因为const不希望被修改，所以要用const修饰
const T& operator*()
{
return _node->_data;
}
const T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
这样子写的代码会显得有些冗余和重复，我们看stl_list.h的源代码可以发现：
从这里看出来，const迭代器和普通迭代器在编译器中都是用一个模板写出来两个类，模板的本质是复用
可以这样写代码：
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;
list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
Ref operator*()//引用
{
return _node->_data;
}
Ptr operator->()//指针
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s)
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s)
{
return _node == s._node;
}
};
typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_head->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_head);
}
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_head->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_head);
}
迭代器不需要析构，拷贝和赋值，只需要做到访问和拷贝即可，也就是浅拷贝
list的增删查改
代码如下：
list(size_t n, const T& val = T())
{
empty_init();
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
void push_back(const T& x)
{
/*Node* new_node = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = new_node;
new_node->_prev = tail;
new_node->_next = _head;
_head->_prev = new_node;*/
insert(end(), x);//尾插是对插入的复用
//因为list底层是双向循环链表，物理结构不连续，所以是在哨兵位附近的位置
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
//插入不会涉及到迭代器的失效问题
iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
Node* cur = pos._node;
Node* newnode = new Node(val);
Node* prev = cur->_prev;
// prev newnode cur
prev->_next = newnode;
newnode->_prev = prev;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
++_size;
return iterator(newnode);
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos != end());
Node* del = pos._node;
Node* prev = del->_prev;
Node* next = del->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete del;
--_size;
return iterator(next);
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
string和vector可能会出现迭代器失效的问题，但是string相比较失效的可能性更小一点，因为string会通过下标访问
析构：
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}
//clear只清理数据，不清理空间
void clear()
{
auto it = begin();
while (it != end())
{
//避免迭代器失效
it = erase(it);
}
}
拷贝：
list()
{
empty_init();
}
// lt2(lt1)
list(const list<T>& lt)
{
empty_init();
//这里是深拷贝，引用，不是引用的话，又会形成拷贝
for (auto& e : lt)
{
push_back(e);
}
}
赋值：
// lt2 = lt3
//list& operator=(list lt)
list<T>& operator=(list<T> lt)
{
swap(lt);
return *this;
}
void swap(list<T>& tmp)
{
std::swap(_head, tmp._head);
std::swap(_size, tmp._size);
}
交换：
template <class T>
//这个是调用库里面的
void swap(T& a, T& b)
{
T c(a); a = b; b = c;
}
//这个是针对list提炼出的一个模板
template <class T>
void swap(list<T>& a, list<T>& b)
{
a.swap(b);
}
模板的话，编译器会更加优先匹配适配程度更高的模板，所以我们这里会调用下面的模板，效率会更加高效
模拟实现list的代码如下：
List.h
#pragma once
#include<assert.h>
namespace soobin
{
// 惯例
// 全部都是公有，一般用struct
template<class T>
struct list_node
{
T _data;
list_node<T>* _next;
list_node<T>* _prev;
list_node(const T& x = T())
:_data(x)
, _next(nullptr)
, _prev(nullptr)
{}
};
// typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;
// typedef list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;
list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
Ref operator*()
{
return _node->_data;
}
Ptr operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s)
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s)
{
return _node == s._node;
}
};
/*template<class T>
struct list_const_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_const_iterator<T> Self;
Node* _node;
list_const_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
const T& operator*()
{
return _node->_data;
}
const T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& s)
{
return _node != s._node;
}
};*/
template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
public:
/*typedef list_iterator<T> iterator;
typedef list_const_iterator<T> const_iterator;*/
typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_head->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_head);
}
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_head->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_head);
}
void empty_init()
{
_head = new Node();
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
_size = 0;//有效个数大小，增加这个成员变量使其更高效
}
list()
{
empty_init();
}
// lt2(lt1)
list(const list<T>& lt)
{
empty_init();
for (auto& e : lt)
{
push_back(e);
}
}
// lt2 = lt3
//list& operator=(list lt)
list<T>& operator=(list<T> lt)
{
swap(lt);
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}
void swap(list<T>& tmp)
{
std::swap(_head, tmp._head);
std::swap(_size, tmp._size);
}
void clear()
{
auto it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it);
}
}
list(size_t n, const T& val = T())
{
empty_init();
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
void push_back(const T& x)
{
/*Node* new_node = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = new_node;
new_node->_prev = tail;
new_node->_next = _head;
_head->_prev = new_node;*/
insert(end(), x);
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
Node* cur = pos._node;
Node* newnode = new Node(val);
Node* prev = cur->_prev;
// prev newnode cur
prev->_next = newnode;
newnode->_prev = prev;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
++_size;//插入高效
return iterator(newnode);
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos != end());
Node* del = pos._node;
Node* prev = del->_prev;
Node* next = del->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete del;
--_size;//删除元素高效
return iterator(next);
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
template <class T>
void swap(T& a, T& b)
{
T c(a); a = b; b = c;
}
template <class T>
void swap(list<T>& a, list<T>& b)
{
a.swap(b);
}
}
Test.cpp
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<list>
#include<vector>
using namespace std;
//int main()
//{
// list<int> lt1;
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(1);
// lt1.emplace_back(10);
//
// list<int> lt2 = {1,2,3,4,5};
//
// list<int>::iterator it1 = lt1.begin();
// while (it1 != lt1.end())
// {
// cout << *it1 << " ";
// ++it1;
// }
// cout << endl;
//
// for (auto e : lt2)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// return 0;
//}
class Pos
{
public:
int _row;
int _col;
Pos(int row = 0, int col = 0)
:_row(row)
, _col(col)
{
cout << "Pos(int row, int col)" << endl;
}
Pos(const Pos& p)
:_row(p._row)
, _col(p._col)
{
cout << "Pos(const Pos& p)" << endl;
}
};
//int main()
//{
// list<Pos> lt;
//
// // 构造+拷贝构造
// Pos p1(1, 1);
// lt.push_back(p1);
// lt.push_back(Pos(2, 2));
// lt.push_back({3,3});
//
// lt.emplace_back(p1);
// lt.emplace_back(Pos(2, 2));
// //lt.emplace_back({ 3,3 });
//
// // 直接构造
// lt.emplace_back(3, 3);
//
// return 0;
//}
//int main()
//{
// list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5 };
//
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// int x;
// cin >> x;
// auto it = find(lt1.begin(), lt1.end(), x);
// if (it != lt1.end())
// {
// lt1.erase(it);
// }
//
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// return 0;
//}
//int main()
//{
// list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5 };
// // LRU
// int x;
//
// while (cin >> x)
// {
// auto pos = find(lt1.begin(), lt1.end(), x);
// if (pos != lt1.end())
// {
// lt1.splice(lt1.begin(), lt1, pos);
// }
//
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
// }
//
// cout << "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" << endl;
//
// return 0;
//}
//int main()
//{
// list<int> lt1 = { 1,20,3,-4,5 };
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// // <
// //lt1.sort();
// // >
// /*greater<int> gt;
// lt1.sort(gt);*/
// lt1.sort(greater<int>());
//
// // 不能用
// //sort(lt1.begin(), lt1.end(), greater<int>());
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// vector<int> v1 = { 1,20,3,-4,5 };
// for (auto e : v1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// //sort(v1.begin(), v1.end());
// sort(v1.begin(), v1.end(), greater<int>());
// for (auto e : v1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
//
// return 0;
//}
void test_op1()
{
srand(time(0));
const int N = 1000000;
list<int> lt1;
list<int> lt2;
vector<int> v;
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
auto e = rand() + i;
lt1.push_back(e);
v.push_back(e);
}
int begin1 = clock();
// 排序
sort(v.begin(), v.end());
int end1 = clock();
int begin2 = clock();
lt1.sort();
int end2 = clock();
printf("vector sort:%d\n", end1 - begin1);
printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}
void test_op2()
{
srand(time(0));
const int N = 1000000;
list<int> lt1;
list<int> lt2;
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
auto e = rand();
lt1.push_back(e);
lt2.push_back(e);
}
int begin1 = clock();
// 拷贝vector
vector<int> v(lt2.begin(), lt2.end());
// 排序
sort(v.begin(), v.end());
// 拷贝回lt2
lt2.assign(v.begin(), v.end());
int end1 = clock();
int begin2 = clock();
lt1.sort();
int end2 = clock();
printf("list copy vector sort copy list sort:%d\n", end1 - begin1);
printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}
//
//int main()
//{
// test_op1();
// test_op2();
//
// return 0;
//}
#include"List.h"
//int main()
//{
// bit::list<int> lt1;
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(1);
//
// soobin::list<int>::iterator it1 = lt1.begin();
// while (it1 != lt1.end())
// {
// *it1 = 2;
//
// cout << *it1 << " ";
// ++it1;
// }
// cout << endl;
//
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// soobin::list<Pos> lt2;
// Pos p1(1, 1);
// lt2.push_back(p1);
// lt2.push_back(Pos(2, 2));
// lt2.push_back({3,3});
//
// soobin::list<Pos>::iterator it2 = lt2.begin();
// while (it2 != lt2.end())
// {
// //cout << (*it2)._row << ":" << (*it2)._col << endl;
// // 为了可读性，特殊处理，省略了一个->
// cout << it2->_row << ":" << it2->_col << endl;
// cout << it2.operator->()->_row << ":" << it2.operator->()->_col << endl;
//
// ++it2;
// }
// cout << endl;
//}
//int main()
//{
// const soonbin::list<int> lt1(10, 1);
//
// // const int* p1
// // int* const p2
// soobin::list<int>::const_iterator it1 = lt1.begin();
// while (it1 != lt1.end())
// {
// //*it1 = 2;
// cout << *it1 << " ";
// ++it1;
// }
// cout << endl;
//
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// return 0;
//}
//int main()
//{
// soobin::list<int> lt1;
// lt1.push_back(1);
// lt1.push_back(2);
// lt1.push_back(3);
// lt1.push_back(4);
// lt1.push_front(0);
// lt1.push_front(-1);
//
// soobin::list<int>::iterator it1 = lt1.begin();
// while (it1 != lt1.end())
// {
// cout << *it1 << " ";
// ++it1;
// }
// cout << endl;
//
// lt1.pop_front();
// lt1.pop_back();
//
// for (auto e : lt1)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// soobin::list<int> lt2(lt1);
// for (auto e : lt2)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//
// soobin::list<int> lt3(10, 1);
// lt2 = lt3;
// for (auto e : lt2)
// {
// cout << e << " ";
// }
// cout << endl;
//}
int main()
{
bit::list<int> lt1;
lt1.push_back(1);
lt1.push_back(2);
lt1.push_back(3);
lt1.push_back(4);
lt1.push_front(0);
lt1.push_front(-1);
soobin::list<int> lt2(10, 1);
//lt1.swap(lt2);
int i = 1, j = 2;
soobin::swap(i, j);
soobin::swap(lt1, lt2);
for (auto e : lt1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : lt2)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
