移情别恋c++ ദ്ദി˶ｰ̀֊ｰ́ ) ——7.list（模仿实现）
1.前言1.1list与vector的不同
区别：list的迭代器底层和其他两个迭代器底层有很大区别，因为list的链式结构决定了与它们两个的不一样
相同：迭代器用法大致一样，其他成员函数的使用也大致一样。
vector与list都是STL中非常紧张的序列式容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及 应用场景不同，其主要不同如下
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/8a9d3b1f932b4b9d9e930711508eb2cb.png
1.2 迭代器的分类
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/de15181a54c3456f9c26e7f04a407c62.png
例子：https://i-blog.csdnimg.cn/direct/f895d6dc22d341d89a550e12c7d2038b.png
可以得知list类型无法使用std中的sort函数，因为list的迭代器是双向的，而sort函数的迭代器参数是随机的 ，同理可以得出，string，vector，deque都可以使用std中的sort
1.3 list的本质
带头双向循环链表！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
2.list节点
template<class T>//记得每一个类前要写模板
struct list_node //struct和class一样均为类，不同的是struct中的所有成员均为公有（public）类型，可直接访问
{
T data;
list_node<T>* next;
list_node<T>* prev;
list_node(const T& x=T())//const T& x=T()，在没有给值的情况下，系统会通过T（）自动生成一个类型匹配的值赋给x
:data(x)
,next(nullptr)
,prev(nullptr)
{}
};用类来封装一个一个结点，内里有两个指针，一个是指向下一个位置的指针，一个是指向前一个位置，还有一个用来存放数据的变量
3.list类框架
template<class T>
class List
{
public:
typedef List_node<T> node;//取别名
void empty_list()
{
head = new Node;
head->_next = head;
head->_prev = head;
}
List()//构造函数
{
empty_list();
}
private:
node*head;//头节点
size_t _size;
}list类内里包含的是结点的指针，也就是哨兵位头节点的指针
4.list迭代器
4.1 list迭代器框架
这里的迭代器是用封装加运算符重载来实现的，由于迭代器也会有许多类型，以是我们使用模板的情势
//T,T&,T*
//T,const T&,const T* //设定了两种迭代器
template<class T,class Ref,class Ptr>//记得每一个类前要写模板,可设置多个模板参数
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> node;
typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> self;
node* node1;
list_iterator(node* node2)
:node1(node2)
{}
}4.2 list常用迭代器
//T,T&,T*
//T,const T&,const T* //设定了两种迭代器
template<class T,class Ref,class Ptr>//记得每一个类前要写模板,可设置多个模板参数
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> node;
typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> self;
node* node1;
list_iterator(node* node2)
:node1(node2)
{}
self& operator++()
{
node1 = node1->next;
return *this; //模拟++
}
self& operator--()
{
node1 = node1->prev;
return *this; //模拟--
}
Ref operator*()
{
return node1->data; //模拟指针解引用
}
Ptr operator->()
{
return &node1->data;
}
bool operator!=(const self& S)
{
return node1 != S.node1;
}
};迭代器的每一个操作都接纳了运算符重载，着实这样看来还是指针在操作，只不外他不是直接的进行操作，而是换了一种方式
5.list函数详解
5.1插入和删除
void push_back(const T& x)//尾插
{
insert(end(), x);
}
void push_front(const T& x)//头插
{
insert(begin(), x);
}
void pop_front() //头删
{
erase(begin());
}
void pop_back() //尾删
{
erase(--end());
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)//在pos位置插入x
{
node* it = pos.node1;
node* newnode = new node(x);
node* prev = it->prev;
prev->next = newnode;
newnode->prev = prev;
newnode->next = it;
it->prev = newnode;
++_size;
return iterator(newnode); //返回新插入的元素的位置
}
iterator erase(iterator pos)
{
node* it = pos.node1;
node* prev = it->prev;
node* next = it->next;
delete it;
prev->next = next;
next->prev = prev;
--_size;
return iterator(next); //返回删除后的当前位置
}
5.2 拷贝构造和赋值运算符重载
list(const list<T>& it) //i1(i2)
{
int i = 0;
empty_list();//初始化列表
for (auto e : it)//相当于自动调用迭代器，并解引用，最后迭代器再++
{
i = 1;
push_back(e);
}
}
void swap(list<T>& it)
{
std::swap(head, it.head);
std::swap(_size, it._size);
}
list operator=(list<T>it)// i1=i2 传参直接调用拷贝构造
{
swap(it);
return *this;
}
size_t size()
{
return _size;
}5.3 list析构函数
~list()
{
clear();
delete head;
head = nullptr;
}
void clear()
{
iterator it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it);
}
}
6.打印函数
//打印
template<typename Container>
void print_container(const Container& con)
{
typename Container::const_iterator it = con.begin();
while (it != con.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}这里用的是typename，原因在于编译器在编译的时间，会去Container内里去找const_iterator这个类型，但是Container是一个模板，并没有实例化，以是编译器也不知道怎么定义，以是就在编译的时间就过不了，但是我们在前面加一个typename就会告诉编译器，先过，后面再来实例化，这样就可以办理问题了
适用于不知道list<T>中的T到底是什么类型时同一调用打印函数
7.代码总览
namespace zone
{
template<class T>//记得每一个类前要写模板
struct list_node //struct和class一样均为类，不同的是struct中的所有成员均为公有（public）类型，可直接访问
{
T data;
list_node<T>* next;
list_node<T>* prev;
list_node(const T& x=T())//const T& x=T()，在没有给值的情况下，系统会通过T（）自动生成一个类型匹配的值赋给x
:data(x)
,next(nullptr)
,prev(nullptr)
{}
};
//T,T&,T*
//T,const T&,const T* //设定了两种迭代器
template<class T,class Ref,class Ptr>//记得每一个类前要写模板,可设置多个模板参数
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> node;
typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> self;
node* node1;
list_iterator(node* node2)
:node1(node2)
{}
self& operator++()
{
node1 = node1->next;
return *this; //模拟++
}
self& operator--()
{
node1 = node1->prev;
return *this; //模拟--
}
Ref operator*()
{
return node1->data; //模拟指针解引用
}
Ptr operator->()
{
return &node1->data;
}
bool operator!=(const self& S)
{
return node1 != S.node1;
}
};
//
template<class T>//记得每一个类前要写模板
class list
{
typedef list_node<T> node;
public:
typedef list_iterator<T,T&,T*>iterator;
typedef list_iterator<T,const T&,const T*>const_iterator;
iterator begin() //可读可写
{
return iterator(head->next);
}
iterator end()
{
return iterator(head);
}
const_iterator begin()const //只可读，不可写
{
return const_iterator(head->next);
}
const_iterator end()const
{
return const_iterator(head);
}
void empty_list()
{
head = new node;
head->next = head;
head->prev = head;
_size = 0;
}//建立头节点
list()
{
empty_list();//初始化列表
}
~list()
{
clear();
delete head;
head = nullptr;
}
void clear()
{
iterator it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it);
}
}
void push_back(const T& x)
{
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& x)//在pos位置插入x
{
node* it = pos.node1;
node* newnode = new node(x);
node* prev = it->prev;
prev->next = newnode;
newnode->prev = prev;
newnode->next = it;
it->prev = newnode;
++_size;
return iterator(newnode); //返回新插入的元素的位置
}
iterator erase(iterator pos)
{
node* it = pos.node1;
node* prev = it->prev;
node* next = it->next;
delete it;
prev->next = next;
next->prev = prev;
--_size;
return iterator(next); //返回删除后的当前位置
}
list(const list<T>& it) //i1(i2)
{
int i = 0;
empty_list();//初始化列表
for (auto e : it)//相当于自动调用迭代器，并解引用，最后迭代器再++
{
i = 1;
push_back(e);
}
}
void swap(list<T>& it)
{
std::swap(head, it.head);
std::swap(_size, it._size);
}
list operator=(list<T>it)// i1=i2 传参直接调用拷贝构造
{
swap(it);
return *this;
}
size_t size()
{
return _size;
}
private:
node* head;
size_t _size;
};
void test()
{
list<int> arr; //调用class里的初始化列表
arr.push_back(1);
arr.push_back(2);
arr.push_back(3);
arr.push_back(4);
arr.push_back(5);
arr.pop_back();
int i = 0;
list<int> brr(arr);
for (auto e : brr)
{
i = 1;
cout << e << ' ';
}
}
}
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