【C++】list（下）

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四、模拟实现

1、list.h

#pragma once#include <iostream>namespace little_monster
{template<class T>struct list_node{T _data;list_node<T>* _prev;list_node<T>* _next;list_node(const T& x = T()):_data(x),_prev(nullptr),_next(nullptr){}};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* n):_node(n){}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;}Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return &_node->_data;}bool operator!=(const self& s){return _node != s._node;}bool operator==(const self& s){return _node == s._node;}};template<class T>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(){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 Init_empty(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(){Init_empty();}list(const list<T>& lt){Init_empty();for (auto e : lt){push_back(e);}}void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}list<int>& operator=(list<int> lt){swap(lt);return *this;}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;_size = 0;}void clear(){iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}void push_back(const T& x){insert(end(), x);}void pop_back(){erase(--end());}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}void pop_front(){erase(begin());}iterator insert(iterator pos, const T& x){Node* cur = pos._node;Node* newnode = new Node(x);Node* prev = cur->_prev;prev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;++_size;return iterator(newnode);}iterator erase(iterator pos){Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;delete cur;prev->_next = next;next->_prev = prev;--_size;return iterator(next);}size_t size(){return _size;}private:Node* _head;size_t _size;};
}

（1）关于整个list的搭建

①节点

节点是一个struct封装的类，由数据、指向前一个位置的指针、指向后一个位置的指针、构造函数共同构成，创建的是一个独立的节点，初始化指针都为空

②迭代器

迭代器是一个struct封装的类，由构造函数、自增自减、解引用、判断相等接口构成，其中Ptr接受指针，Ref接受引用

其中operator* 和operator->之前没有见过，operator* 很简单，返回的是该节点的值data，也就是解引用的作用，然后operator->为了增加代码的可读性，其实是省略了一个->，当A->_data时，其实是A.operator->()->_data，然后这里的A.operator->()返回的是A的指针，然后通过间接访问符->访问_data

其中，有关于迭代器的类型

在list中，迭代器的三个模版参数分别为T、T&、T*，也就是说这个迭代器有该类型，该类型的引用和该类型的指针三个模版参数，这里就是将有关于迭代器的功能全部封装在里边，因为在以前的学习中，包括string和vector，它们的迭代器都是原生态指针，这里对于迭代器的要求更加复杂，因为对于string和vector来说，它们的存储空间是连续的，而list是不连续的

③接口

接口就是常规的接口，包括构造、拷贝构造、析构、增删查改函数，增删查改的接口直接复用的insert和erase，对于构造函数和拷贝构造函数我们封装了一个Init_empty函数，用来生成头结点

（2）自定义类型实例化

struct AA
{AA(int a1 = 0, int a2 = 0):_a1(a1), _a2(a2){}int _a1;int _a2;
};void test3()
{list<AA> lt;lt.push_back(AA(1, 1));lt.push_back(AA(2, 2));lt.push_back(AA(3, 3));auto it = lt.begin();while (it != lt.end()){std::cout << (*it)._a1<<" "<<(*it)._a2 << std::endl;std::cout << it->_a1 << " " << it->_a2 << std::endl;std::cout << it.operator->()->_a1 << " " << it.operator->()->_a1 << std::endl;++it;}std::cout << std::endl;}

如果是自定义类型的话，访问其中的元素就需要访问操作符来进行访问，这里有三种方式进行访问，都是通过被封装的迭代器进行的

2、test.cpp

（1）test1

测试尾插构造以及拷贝构造

void test1()
{list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);lt1.push_back(5);list<int> lt2(lt1);for (auto e : lt1){std::cout << e << " ";}std::cout << std::endl;for (auto e : lt2){std::cout << e << " ";}std::cout << std::endl;
}

（2）test2

void test2()
{list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);lt1.push_back(5);lt1.insert(++lt1.begin(), 6);lt1.insert(--lt1.end(), 7);for (auto e : lt1){std::cout << e << " ";}std::cout << std::endl;lt1.erase(++lt1.begin());lt1.erase(--lt1.end());for (auto e : lt1){std::cout << e << " ";}std::cout << std::endl;
}

这里解释一下，insert是插入指定位置前面一个元素，也就是说6插入到了2前面，7插入到了5前面
erase是删除指定位置的元素，也就是第二个元素以及头结点前一个元素分别是6和5

五、额外小知识

有关于内置类型也会调用构造函数这件事

void test4()
{int* p = new int;*p = 1;//int* p = new int(1);//上面和这句结果是相同的，过程不同，一个是在构造后进行赋值，一个是初始化列表赋初值 AA* ptr = new AA;ptr->_a1 = 1;
}

前面的文章提到过这件事，因为它套用了模版，模版当然也要兼容内置类型，所以内置类型在构造时可以使用类似自定义类型构造的形式，这样也会类似于调用模版函数

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今日分享到这里~