List迭代器是如何实现的

我们知道当我们使用vector的迭代器时,它的++操作可以让它指向下一个位置,解引用操作就可以找到这个位置的值,因为vector底层时用的一个顺序表,可以支持随机访问。对比list来说vector底层的迭代器是十分的简便可观的。虽然我们使用list的迭代器外观上和vector是大同小异的,但是它们的底层可是天差地别。通关观察list的源码我们可以看到list的底层其实是一个带头双向循环链表组成的

此时我们就会好奇,链表是不像顺序表那样进行++操作的时候它通过顺序表的结构优势直接找到下一个位置,对其解引用同样可以直接拿到它的值的。

我们继续往下看,通过观察list的源码我们明白,其实迭代器的底层是对结构进行封装之后成一个结点的指针,

并且用外部的结点来初始化当前指针,这样相当于当前的结点已经指向了外部结点的地址。但是我们只是拿到了地址,对其解引用的话也只是拿到了外部的一个地址而已,并没有拿到数据。在这里就提到一个重载的观念

从list的源码中可以看到,list对*进行了重载,当我们使用*对其解引用时其实是调用了operator*的重载是直接将node中的data返回给我们的。

了解了解引用我们在看一下它是如何找到下一个位置的结点的,

我们看到list对++同样进行了重载的操作,但是它中间调用了一个incr()的函数,我们跳转过去看

了之后发现,迭代器的++行为实际上是将当前结点的指针改为下一个结点的指针,那么由此我们可以得出,当使用--操作的时候实际上是将当前指针的指向改为上一个结点。

最后,list提供了一个begin()和end()的接口,返回其开始位置和最后一个结点的下一个位置,就形成了一个迭代器

最后当我们看完之后发现list并没有像vector或者string那样,对[]进行重载,原因是因为,由于list的存储结构是链式状的,当我们想像vector那样去用[]对其访问时是无法知道[]的位置的。

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