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前言：
在学习完list的基本功能后，我自己模拟实现了一个list，具备一些常用的基本功能，这篇博客用来分享并记录，方便后续复习。
模拟实现：
因为list中可以存很多种类型，比如int，char，float，等，还可能是自定义类型，所以我打算使用类模板，先把简单的节点弄成类模板：
接下来就是list的类模板：
迭代器的实现：
这里迭代器的模拟实现不能像vector一样简单的使用原生指针，因为链表的地址不是连续的，我们在进行原生指针的++或者--操作时，是无法实现访问下一个或者上一个元素的，那该怎样实现简单的对迭代器++或者--就能实现访问下一个或者上一个元素呢？
这里有一个巧妙地方法就是借助类，没错，我们将原生指针放入一个名为Listiterator的类里面，然后在这个类中，使用运算符重载，重载++，--，*，->等运算符，就能像库里面一样使用迭代器了。
上图的Ref和Ptr模板分别是传引用和传指针，用于应对const 迭代器的使用 ，保证const迭代器可以修改迭代器，但不能修改该迭代器指向的内容。接下来开始在这个类中重载各种运算符：
这几个运算符重载都很简单，应该都能看懂，接下来进入list类模板中，就行list的功能函数实现：
list类功能函数实现：
先来几个简单但又很重要的函数实现：
初始化成空函数（empty_init）：
构造函数：
有了上面这个函数后，构造函数就简单了，直接复用即可：
拷贝构造函数：
尾插（push_back）:
插入（insert）:
删除（erase）：
尾删（pop_back）:
头插（push_front）:
头删（pop_front）:
清理（clear）：
交换（swap）：
赋值重载：
此处传值传参的妙处：
list1=iist2,进入函数此时lt是list2的拷贝，因为swap是成员函数，所以有一个隐含的this指针，此时只需传参lt就可以完成lt和list1交换，间接完成对list1的赋值，同时没有改变list2，只是改变了lt，而lt出作用域后就会消失。
析构：
代码：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
namespace sxk
{
template<class T>
struct ListNode
{
ListNode<T>* next;//下一个节点的地址
ListNode<T>* prev;//上一个节点的地址
T val;//数据
ListNode(const T& x = T())//节点的构造函数
:next(nullptr)
, prev(nullptr)
, val(x)
{}
};
template<class T,class Ref,class Ptr>
struct Listiterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef Listiterator<T, Ref, Ptr> Self;
typedef Listiterator<T, T&, T*> iterator;
typedef Listiterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
Node* _node;
Listiterator(Node* node)//迭代器的构造函数
:_node(node)
{}
Ref operator*()
{
return _node->val;
}
Ptr operator->()
{
return &_node->val;
}
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& it)
{
return _node == it._node;
}
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
};
template<class T>
class list
{
public:
typedef ListNode<T> Node;
typedef Listiterator<T, T&, T*> iterator;
typedef Listiterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
iterator begin()
{
return _head->next;
}
iterator end()
{
return _head;
}
const_iterator begin()const
{
return _head->next;
}
const_iterator end()const
{
return _head;
}
size_t size()
{
return _size;
}
bool empty()
{
return _size == 0;
}
void empty_init()
{
_head = new Node;//new出头节点
_head->next = _head;//头节点下一个指向自己
_head->prev = _head;//头节点上一个指向自己
_size = 0;
}
list()//构造函数
{
empty_init();
}
list(const list<T>& lt)//拷贝构造函数
{
empty_init();//先初始化成只有一个头节点
for (auto& x : lt)
{
push_back(x);//直接尾插即可
}
}
list<T>& operator=(const list<T> lt)//lt是赋值类的拷贝
{
swap(lt);//交换lt和this,可以完成赋值并不影响赋值类
return *this;
}
void swap(const list<T>& lt)
{
std::swap(_head, lt._head);//直接调用库里的swap交换两个成员变量即可
std::swap(_size, lt._size);
}
void clear()
{
iterator it = begin();
while (it != end())//遍历删除
{
it = erase(it);//更新it，防止erase后迭代器失效
it++;
}
}
~list()
{
clear();//先清理，只保留一个头节点
delete _head;//释放头节点
_head = nullptr;
}
void push_back(const T& x)
{
Node* newnode = new Node;//new出新节点
newnode->val = x;//给新节点赋值
Node* tail = _head->prev;//记录尾节点
tail->next = newnode;//尾节点的下一个指向新节点
newnode->next = _head;//新节点的next指向头节点
newnode->prev = tail;//新节点的prev指向之前旧的尾节点
_head->prev = newnode;//头节点的prev指向新节点
_size++;
}
void push_front()
{
insert(begin());
}
void pop_back()
{
erase(--end());//直接复用erase，注意end指向的是头节点，所以要--
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void insert(iterator pos, const T& x)//在pos位置前插入x
{
Node* newnode = new Node;//new出新节点
newnode->val = x;//给新节点赋值
Node* cur = pos._node;//记录当前pos位置
Node* prev = cur->prev;//记录pos前一个
prev->next = newnode;//pos前一个节点的next指向新节点
newnode->next = cur;//新节点的next指向pos节点
newnode->prev = prev;//新节点的prev指向pos前一个节点
cur->prev = newnode;//pos的prev指向新节点
_size++;
}
iterator erase(iterator pos)//删除pos位置的值
{
Node* cur = pos._node;//记录pos位置的节点
Node* prev = cur->prev;//记录pos的前一个节点
Node* next = cur->next;//记录pos的下一个节点
prev->next = cur->next;//pos的前一个节点的next指向pos的下一个节点
next->prev = prev;//pos的下一个节点的prev指向pos的前一个节点
delete cur;//释放pos位置的节点
cur = nullptr;//置为空
_size--;
return iterator(next);//防止erase后迭代器失效，更新迭代器
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
void Print_List(const list<int>& lt)
{
list<int>::const_iterator it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
cout << (*it) << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
}