1：list的模拟实现
1：链表的节点
对于list的模拟实现，我们需要先定义一个节点的类可以使用（class也可以使用struct）
// List的节点类
template<class T>
struct ListNode
{
ListNode(const T& val = T())
{
_pPre = nullptr;
_pNext = nullptr;
_val = val;
}
ListNode<T>* _pPre;
ListNode<T>* _pNext;
T _val;
};上面的结构体和我们模拟实现链表的代码基本上差不多，只不过将初始化化成了构造函数，并且将链表封装成一个类并且提供对于链表的操作。
2：链表的迭代器
为什么我们现在就需要学习链表的迭代器，那是因为除了我们在容器外使用迭代器，我们链表容器内部本身也使用迭代器完成很多操作。
//List的迭代器类
template<class T, class Ref, class Ptr>
//T是节点储存的数据类型，Ref是T的引用T&，Ptr是T的指针T*
struct ListIterator
{
typedef ListNode<T>* PNode;
typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;
//注意Self的重命名是定义的迭代器自己
typedef Ref reference; //为反向迭代器做铺垫
typedef Ptr pointer;//为反向迭代器做铺垫
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++()
{
_pNode = _pNode->_pNext;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(_pNode);
_pNode = _pNode->_pNext;
return tmp;
}
Self& operator--()
{
_pNode = _pNode->_pPre;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(_pNode);
_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;
}
PNode _pNode;
};为什么提供了三个模版参数，因为在对于迭代器自己操作中，可能需要返回T的引用或者T的地址，比如*和->的运算符重载。
在迭代器里面，本质上就是定义一个ListNode*<T> 的一个指针，来对链表进行操作。
3：链表的增删查改
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef Node* PNode;
public:
typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;
typedef ListIterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
typedef Reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;//反向迭代器
typedef Reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;//反向迭代器
public:
///
// List的构造
list()
{
CreateHead();
}
list(int n, const T& value = T())
{
CreateHead();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(value);
}
}
template <class Iterator>
list(Iterator first, Iterator last)
{
CreateHead();
while (first != last)
{
push_back(*first);
first++;
}
}
list(const list<T>& l)
{
CreateHead();
list<T> tmp(l.begin(), l.end());
swap(tmp);
}
list<T>& operator=(const list<T> l)
{
swap(l);
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _pHead;
_pHead = nullptr;
}
///
// List Iterator
iterator begin()
{
return iterator(_pHead->_pNext);
}
iterator end()
{
return iterator(_pHead);
}
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_pHead->_pNext);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_pHead);
}
reverse_iterator rbegin()
{
return reverse_iterator(end());
}
reverse_iterator rend()
{
return reverse_iterator(begin());
}
///
// List Capacity
size_t size()const
{
auto it = begin();
size_t count = 0;
while (it != end())
{
it++;
count++;
}
return count;
}
bool empty()const
{
return _pHead->_pNext == _pHead;
}
// List Access
T& front()
{
return _pHead->_pNext->_val;
}
const T& front()const
{
return _pHead->_pNext->_val;
}
T& back()
{
return _pHead->_pPre->_val;
}
const T& back()const
{
return _pHead->_pPre->_val;
}
// List Modify
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* newnode = new Node(val);
Node* pcur = pos._pNode;
newnode->_pPre = pcur->_pPre;
newnode->_pNext = pcur;
pcur->_pPre->_pNext = newnode;
pcur->_pPre = newnode;
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)
{
assert(size()>0);
Node* pcur = pos._pNode;
Node* pret = pcur->_pNext;
pcur->_pPre->_pNext = pcur->_pNext;
pcur->_pNext->_pPre = pcur->_pPre;
delete pcur;
return iterator(pret);
}
void clear()
{
Node* cur = _pHead->_pNext;
while (cur != _pHead)
{
_pHead->_pNext = cur->_pNext;
delete cur;
cur = _pHead->_pNext;
}
_pHead->_pNext = _pHead->_pPre = _pHead;
}
void swap(list<T>& l)
{
std::swap(_pHead, l._pHead);
}
private:
void CreateHead()
{
_pHead = new ListNode<T>; //这里是模版
_pHead->_pPre = _pHead;
_pHead->_pNext = _pHead;
}
PNode _pHead;
};1：list的构造
对于list的构造我们实现了四种构造方式，第一是直接构造一个空链表，第二是使用n个相同元素构造链表，第三是使用迭代器来构造链表，第四就是使用list本身构造链表，额外重载运算符=来实现链表。
2：list的迭代器在类中的返回
我们可以很直观的看到迭代器在类中是返回的什么。
3：list的容量判断
我们之间在类的内部使用迭代器便利链表来计算链表大小。
4：增删操作
逻辑和以前对于链表的实现上大型不差，出了额外增加了几个接口然后使用迭代器。
2：反向迭代器的实现
反向迭代器本质上就是正向迭代器的封装
template<class Iterator>
struct Reverse_iterator
{
public:
// 注意：此处typename的作用是明确告诉编译器，Ref是Iterator类中的类型，而不是静态成员变量
// 否则编译器编译时就不知道Ref是Iterator中的类型还是静态成员变量
// 因为静态成员变量也是按照 类名::静态成员变量名 的方式访问的
typedef typename Iterator::reference Ref; // 从正向迭代器提取
typedef typename Iterator::pointer Ptr;
typedef Reverse_iterator<Iterator> Self;
public:
Reverse_iterator(Iterator it = nullptr) :_it(it) {}
Ref operator*()
{
Iterator temp(_it);
--temp;
return *temp;
}
Ptr operator->()
{
return &(operator*());
}
Self operator++()
{
--_it;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self temp(*this);
--_it;
return temp;
}
Self operator--()
{
++_it;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self temp(*this);
++_it;
return temp;
}
bool operator!=(const Self& l)const
{
return _it != l._it;
}
bool operator==(const Self& l)const
{
return _it == l._it;
}
Iterator _it;
};
