c++的学习之路：15、list（2）

本章主要是讲模拟实现list，文章末附上代码。

目录

一、创建思路

二、构造函数

 三、迭代器

四、增删

五、代码

一、创建思路

如下方代码，链表是由一块一块不连续的空间组成的，所以这里写了三个模板，一个是节点，一个是迭代器，分别放在struct创建的类，因为这个是可以直接访问，从下方代码可以看出我是在list里面定义了一个head，这个就是哨兵位头节点，然后在list_node里面写的就是节点的初始化，需要使用时直接new一个，_list_iterator这个就是迭代器写的地方了，这里也是直接写了两个一个普通的迭代器，一个const的。

namespace ly
{
    template<class T>
    struct list_node
    {
        list_node<T>* _next;
        list_node<T>* _prev;
        T _data;

        list_node(const T& x = T())
            :_next(nullptr)
            , _prev(nullptr)
            , _data = x
        {}
    };

    template<class T,class Ref,class Ptr>
    struct _list_iterator
    {
        typedef list_node<T> node;
        typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self;

        node* _node;

        node* _node;

        _list_iterator(node* n)
            :_node(n)
        {}

    };

    template<class T>
    class list
    {
    public:
        typedef list_node<T> node;
        typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;
        typedef _list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
    private:
        node* _head;
    };
}

二、构造函数

如下方代码所示就是我写的构造函数，因为这个链表是一个双向循环带头链表所以，直接new一个node在把哨兵位的next和prev指向自己，就创建出了一个链表，如下方图片可以看出创造出来了。

        list()
        {
            _head = new node;
            _head->_next = _head;
            _head->_prev = _head;
        }

 三、迭代器

这里是把迭代器能用到的都写了，例如解引用，就是利用这个节点指针直接访问就可以了，但是考虑到了可能访问常量指针所以，这里就是利用模板参数进行访问的，第二个就是相当于访问数据了，因为在流输出的时候正常是访问不到，因为迭代器访问的是这个节点的额指针，这时重载了一个->就可以正常访问了，++就是下一个节点的地址，也就是这个节点里面存入的next，前置和后置在之前文章中都说过，这里就不详细介绍了，后置就是价格int以作区分，--也是类似操作，==与！=直接判断节点的地址是否相同就可以了。

        Ref operator*()
        {
            return _node->_data;
        }

        Ptr operator->()
        {
            return& _node->_data;
        }

        self& operator++()
        {
            _node = _node->_next;
            return *this;
        }

        self operator++(int)
        {
            self tmp(*this);
            _node = _node->_next;
            return tmp;
        }

        self& operator--()
        {
            _node = _node->_prev;
            return *this;
        }

        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;
        }

四、增删

再写数据结构的顺序表的时候就知道了，头插尾插头删尾删是可以直接使用inster的，所以这里是直接写了inster在进行调用的，代码如下，测试代码如下，结果如图，这里是直接调用insert的所以就不测试这个了。

        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 push_back(const T& x)
        {
            insert(end(),x);
        }

        void push_front(const T& x)
        {
            insert(begin(), x);
        }

        void pop_back()
        {
            erase(--end());
        }

        void pop_front()
        {
            erase(begin());
        }

        void insert(iterator pos,const T& x)
        {
            node* cur = pos._node;
            node* prev = cur->_prev;
            node* new_node = new node(x);
            prev->_next = new_node;
            new_node->_prev = prev;
            new_node->_next = cur;
            cur->_prev = new_node;
        }

        void erase(iterator pos)
        {
            assert(pos != end());
            node* prev = pos._node->_prev;
            node* next = pos._node->_next;
            prev->_next = next;
            next->_prev = prev;
            delete pos._node;
        }

void Test1()
    {
        list<int> l1;
        l1.push_back(1);
        l1.push_back(2);
        l1.push_back(3);
        l1.push_back(4);
        print(l1);
        l1.push_front(5);
        l1.push_front(6);
        l1.push_front(7);
        l1.push_front(8);
        print(l1);
        l1.pop_back();
        l1.pop_back();
        print(l1);
        l1.pop_front();
        l1.pop_front();
        print(l1);
    }

           

五、代码

#pragma once
#include <assert.h>
namespace ly
{template<class T>struct list_node{list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;T _data;list_node(const T& x = T()):_next(nullptr), _prev(nullptr), _data(x){}};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){}Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return& _node->_data;}self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}self operator++(int){self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}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>class list{public:typedef list_node<T> node;typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;typedef _list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;list(){_head = new node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;}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 push_back(const T& x){insert(end(),x);}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}void pop_back(){erase(--end());}void pop_front(){erase(begin());}void insert(iterator pos,const T& x){node* cur = pos._node;node* prev = cur->_prev;node* new_node = new node(x);prev->_next = new_node;new_node->_prev = prev;new_node->_next = cur;cur->_prev = new_node;}void erase(iterator pos){assert(pos != end());node* prev = pos._node->_prev;node* next = pos._node->_next;prev->_next = next;next->_prev = prev;delete pos._node;}private:node* _head;};void print(list<int> l){list<int>::iterator it = l.begin();while (it != l.end()){cout << *it << ' ';it++;}cout << endl;}void Test1(){list<int> l1;l1.push_back(1);l1.push_back(2);l1.push_back(3);l1.push_back(4);print(l1);l1.push_front(5);l1.push_front(6);l1.push_front(7);l1.push_front(8);print(l1);l1.pop_back();l1.pop_back();print(l1);l1.pop_front();l1.pop_front();print(l1);}
}#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>using namespace std;#include "list.h"int main()
{ly::Test1();
}

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