Ⅰ . list 基本框架的实现
01 结点的建立
为了实现链表，我们首先要做的应该是建立结点
为了和真正的 list 进行区分，我们仍然在自己的命名空间内实现
代码实现：
cpp
namespace yxt
{
// 建立结点
template<class T>
struct ListNode
{
T _data;
ListNode<T>* _next; // 指向后继节点
ListNode<T>* _prev; // 指向前驱节点
};
}这里为什么 ListNode 要加 <T> 呢？
因为类模板不支持自动推类型，结构体模板或类模板在定义时可以不加 <T>，但使用时必须加 <T>
准备好 _data，放置好前驱 _next 和后继结点 _prev 后，我们的结点就有了 "结构"
我们知道，结构体 struct 在 C++ 中升级成了类，因此它也有调用构造函数的权利。
也就是说，在创建结构体对象的时会调用构造函数。
既然如此，结点的初始化工作，我们可以考虑写一个构造函数去初始化
02 结点初始化
其实结点初始化就是创建新结点，我们先不考虑开空间的事，完成初始化主要有两个方面：
① 将数据给 _data
② 将 _next 和 _prev 都置成空
这些任务我们可以写到构造函数中，还可以设计成全缺省，给一个匿名对象，这样一来，如果没有指定初始值，它就会按模板类型给对应的初始值
代码实现：
cpp
namespace yxt
{
// 建立结点
template<class T>
struct ListNode
{
T _data;
ListNode<T>* _next; // 指向后继节点
ListNode<T>* _prev; // 指向前驱节点
// 结点初始化
ListNode(const T& data = T())
:_data(data)
,_next(nullptr)
,_prev(nullptr)
{}
};
}这样，结点就写好了
03 结点的连接
设计好结点后，我们就可以开始实现 list 类了
因为是带头双向循环链表，我们首先要把头节点设计出来
代码实现：
cpp
/* list */
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
public:
/* 构造函数 */
list()
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead; // 默认指向头结点
_pHead->_prev = _pHead; // 默认指向头结点
}
private:
Node* _pHead;
};04 push_back
我们先实现一下 push_back，好让 list 先跑起来
步骤一：找到尾结点并创建新结点
虽然我们没有定义 _pTail，但对于双向带头循环链表来说，找到尾结点很容易，尾结点就是头结点的前驱指针，这里创建新结点也很容易，我们直接 new 一个新结点，自动调用我们刚才写的建立结点
步骤二：连接新结点与原链表
这里连接我们主要分两步：一是把新结点与尾结点连接起来 二是把新结点和头结点连接起来
我们直接来看代码
代码实现：
cpp
/* push_back */
void push_back(const T& x)
{
// 找尾结点并建立新结点
Node* _pTail = _pHead->_prev;
Node* new_node = new Node(x);
// 新结点和尾结点相连
_pTail->_next = new_node;
new_node->_prev = _pTail;
// 新结点和头结点相连
new_node->_next = _pHead;
_pHead->_prev = new_node;
}尾插写好之后，我们调试一下：
cpp
void list_test1()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
}调试结果如下：
Ⅱ . list 迭代器的实现
01 引入
list 的重点是迭代器，因为这里迭代器的实现和我们之前讲的实现方式都不同
我们之前实现的 string 和 vector 的迭代器都是一个原生指针，实现很简单
但 list 是一个链表，空间上不连续，又如何实现呢？
在链表中，想要找到下一个结点，通常需要解引用和 ++
而自带的解引用和 ++ ，并不能满足我们的要求，但我们可以对其进行重载
02 迭代器的构造
代码实现：
cpp
/* 定义迭代器 */
template<class T>
struct _list_iterator
{
typedef ListNode<T> Node;
Node* _node;
/* 迭代器的构造 */
_list_iterator(Node* x)
:_node(x)
{}
};03 operator ++
加加分前置和后置，我们先实现前置
代码实现：
cpp
/* ++it */
_list_iterator<T>& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}因为前置直接改变主体，我们直接 return *this 即可
因为出了作用域还在，所以可以返回引用
对应的，后置++ 我们可以拷贝构造出一个 tmp 来保存原来的值，这样虽然改变了主体
但返回的还是之前的值，这样就实现了后置++
因为前置++后置++都是 operator++，区分方式是后置++用占位符 (int) 占位
代码实现：
cpp
/* it++ */
_list_iterator<T>& operator++(int)
{
_list_iterator<T> tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}04 operator *
解引用就是取结点里的数据
并且operator* 和指针一样，不仅能读数据，还能写数据
为了使其支持修改的操作，我们这里用引用返回
代码实现：
cpp
/* 解引用 */
T& operator*()
{
return _node->_data;
}05 测试 实现 begin() 和 end()
有了 operator++ 和 operator* ，我们就可以来测试一下我们的迭代器了
begin 是第一个存有效数据的结点，即 _pHead 的下一个位置的结点。
而 end 返回的是最后一个数据的下一个位置，即 _pHead
代码实现：
cpp
typedef _list_iterator<T> iterator;
iterator begin()
{
return _pHead->_next;
}
iterator end()
{
return _pHead;
}因为迭代器要用到 != ，所以我们要实现操作符的重载
06 operator!=
如何判断是否相等呢？
如果两个迭代器结点的指针指向的是同一个结点，那就说明是相等的迭代器。
代码实现：
cpp
/* != */
bool operator!=(const _list_iterator<T>& it)
{
return _node != it._node;
}测试：
cpp
void list_test1()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
list<int>::iterator it = l.begin();
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}运行结果如下：
07 迭代器的拷贝构造、赋值和析构
拷贝构造和赋值重载是否需要自己实现?析构呢？
list 的拷贝构造和赋值不需要自己实现，默认生成的即可
cpp
it2(it1)
it2 = it1 浅拷贝当前迭代器赋值给另一个迭代器使不需要深拷贝的，浅拷贝即可
我们再谈谈析构为什么不需要自己实现
cpp
template<class T>
struct __list_iterator
{
typedef ListNode<T> Node;
Node* _node;
...
}迭代器这里虽然有一个结点的指针，但它并不是迭代器管的，是 list 管的
list 的析构函数会把这个结点给释放掉
所以它的释放和迭代器没什么关系
**总结：**迭代器是借助结点的指针访问修改链表的，结点属于链表，不属于迭代器，所以不用管它的释放问题，因此，拷贝构造、赋值重载和析构，这些都不需要自己实现，默认生成的即可
08 打印链表
我们刚才实现好了迭代器：
cpp
list<int>::iterator it = l.begin();
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;不用范围 for 的前提下，用迭代器似乎挺麻烦，我们可以放到一个函数里
这里为了减少拷贝，使用引用返回，我们没有实现 const 迭代器，会导致没法遍历：
测试：
cpp
void print_list(const list<int>& l)
{
list<int>::iterator it = l.begin();
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
void list_test1()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
print_list(l);
}运行结果：报错
const 迭代器和普通迭代器的区别是什么？
普通迭代器访问普通对象，可读可写；const 迭代器访问 const 对象，可读不可写。
所以我们自然是要实现 const 迭代器
09 const 迭代器的实现
传统方法是把 list_iterator 直接 CV，然后改成 const 的
代码实现：
cpp
/* 定义const迭代器 */
template<class T>
struct _const_list_iterator
{
typedef ListNode<T> Node;
Node* _node;
/* 迭代器的构造 */
_const_list_iterator(Node* x)
:_node(x)
{}
/* ++it */
_const_list_iterator<T>& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
/* it++ */
_const_list_iterator<T>& operator++(int)
{
_const_list_iterator<T> tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
/* 解引用 */
const T& operator*()
{
return _node->_data;
}
/* != */
bool operator!=(const _const_list_iterator<T>& it)
{
return _node != it._node;
}这里我们把 __list_iterator 都修改成 __const_list_iterator，
并且对于解引用 operator* 的重载，我们将其改成 const 引用返回，这样就只能读不能写了。
代码：们这里再在 list 中 typedef 一下 const 迭代器
cpp
/* list */
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
public:
/* 迭代器 */
typedef _list_iterator<T> iterator;
typedef _const_list_iterator<T> const_iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_pHead->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_pHead);
}const 迭代器和普通迭代器不是一个类型
不是迭代器是 const ，而是对象是 const，所以要调用 const 的 begin 和 end才行
所以还要写 __const_list_iterator 类型的 begin 和 end，我们用 const 去修饰，限制它写的权限
代码实现：
cpp
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_pHead->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_pHead);
}测试：
cpp
void print_list(const list<int>& l)
{
list<int>::const_iterator it = l.begin();
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
void list_test1()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
print_list(l);
}运行结果如下：
10 使用模板实现 const 迭代器
通过加一个额外的模板参数去控制 operator 的返回值，你能想到吗？
在定义 template 模板的时增加一个参数 Ref ：
这样的话，我们 operator* 的返回值我们不要用 T&了，我们改成 Ref：
也就是说，让 operator* 的返回值变成 Ref 这个模板参数！
代码：之后我们在 list 中 typedef 的时候就可以传 T& 或 const T&
cpp
public:
/* 迭代器 */
typedef _list_iterator<T, T&> iterator;
typedef _const_list_iterator<T, const T&> const_iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_pHead->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_pHead);
}
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_pHead->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_pHead);
}一：Ref 是 T& ，可读可写
这里 test_list1 是一个普通对象，调用的自然是普通的 begin。 begin 返回的是普通迭代器 __list_iterator<T, T&>，第二个模板参数是 T&，Ref 就是 T& 了。operator* 的返回值 Ref 是 T& 了，这样就做到了可读可写了。
二：Ref 是 const T& ，可读不可写
比如这里的 print_list 就是一个 const 对象，它调用的就是 const 的 begin。const begin 返回的是 const 迭代器 __list_iterator<T, const T&>，第一个值传的都是 T，第二个值 const T& 传给 Ref。那么 operator* 的返回值 Ref 就是 const T& 了，这样就做到了可读但不可写的。
模板重命名
时去编译，是编译不通过的。
因为我们多定义了一个 Ref，所以 __list_iterator 中的所有类模板都得加上它，比如：
这样加来加去是不是太不方便了？我们来看看设计STL的大佬是怎么做的：
把这些都 typedef 一下，这样我们就可以把 __list_iterator<T, Ref> 写成 Self 了：
代码实现：
cpp
/* 定义迭代器 */
template<class T, class Ref>
struct _list_iterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef _list_iterator<T, Ref> Self;
Node* _node;
/* 迭代器的构造 */
_list_iterator(Node* x)
:_node(x)
{}
/* ++it */
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
/* it++ */
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
/* --it */
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
/* it-- */
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
/* 解引用 */
Ref operator*()
{
return _node->_data;
}
/* != */
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
};箭头操作符
迭代器是像指针一样的东西，所以要重载两个解引用
为什么呢？指针如果指向的类型是原生的普通类型，要取对象是可以用解引用的
但如果指向的是一个结构，并且我们又要取它的每一个成员变量，比如这样：
代码：比如是一个日期类，我们没有实现流提取
cpp
struct Date
{
int _year;
int _month;
int _day;
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
};
void test_list3()
{
list<Date> L;
L.push_back(Date(2022, 5, 1));
L.push_back(Date(2022, 5, 2));
L.push_back(Date(2022, 5, 3));
list<Date>::iterator it = L.begin();
while (it != L.end())
{
// cout << *it << " "; 假设我们没有实现流提取，我们自己访问
cout << (*it)._year << "/" << (*it)._month << "/" << (*it)._day << endl;
it++;
}
cout << endl;
}运行结果如下：
我们发现，在没有实现流提取的前提下，想遍历链表L
我们就需要用 *(it)._xxx 去访问，大多数主流习惯是用 -> 去访问的
所以我们这里去实现一下 ->：
cpp
/* 解引用 */
Ref operator*()
{
return _node->_data;
}
T* operator->()
{
return &_node->_data;
}总结：所以类型重载 operator-> 时都会省略一个箭头
这里还面临一个问题------const 迭代器
如果是一个 const 迭代器用箭头也是可以去修改数据的，基于这样一个原因
我们还需要增加一个模板参数：Ptr
此时刚才 typedef 的 Self 就体现出价值了
我们只需要在 Self 中加个 Ptr：
我们直接把 operator-> 的返回值修改成 Ptr 就行了
到时候我们传一个 T* 或 const T* 给 Ptr 就做到适配普通迭代器和 const 迭代器的 operator-> 了。
代码：
cpp
/* 定义迭代器 */
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct _list_iterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef _list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;
/* 解引用 */
Ref operator*()
{
return _node->_data;
}
Ptr operator->()
{
return &_node->_data;
}
};
/* 链表 */
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
public:
/* 迭代器 */
typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef _list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
};这里我们把传递的值增加一个 T* 和 const T* ，如此一来就做到了完美的适配
11 反向迭代器的实现
我们来看一下源代码是如何实现的：
反向迭代器其实就是对正向迭代器的一种封装------适配器模式
代码：
cpp
namespace yxt
{
// Iterator是哪个容器的迭代器，reverse_iterator<Iterator>就可以
// 适配出哪个容器的反向迭代器。复用的体现
template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
class reverse_iterator
{
typedef reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;
public:
reverse_iterator(Iterator it)
:_it(it)
{}
Ref operator*()
{
Iterator prev = _it;
return *--prev;
}
Ptr operator->()
{
return &operator*();
}
Self& operator++()
{
--_it;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
--_it;
return tmp;
}
Self& operator--()
{
++_it;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
++_it;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& l) const
{
return _it != l._it;
}
private:
Iterator _it;
};
}Ⅲ . list 增删查改
01 在 pos 位置前插入 - insert
在 pos 位置插入，我们通过 pos 找到前驱 prev，之后创建新结点，再连接起来
代码实现：
cpp
/* 在pos位置前插入 */
void insert(iterator pos, const T& x)
{
// 找到pos位置的结点
Node* cur = pos._node;
Node* cur_prev = cur->_prev;
// 创建新结点
Node* new_node = new Node(x);
// 连接
cur_prev->_next = new_node;
new_node->_prev = cur_prev;
new_node->_next = cur;
cur->_prev = new_node;
}insert 以后，pos是否失效？不会
优化：
cpp
/* 在pos位置前插入 */
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
// 找到pos位置的结点
Node* cur = pos._node;
Node* cur_prev = cur->_prev;
// 创建新结点
Node* new_node = new Node(x);
// 连接
cur_prev->_next = new_node;
new_node->_prev = cur_prev;
new_node->_next = cur;
cur->_prev = new_node;
return iterator(new_node);
}有了 insert 之后，我们可以直接复用实现 push_back
代码实现：
cpp
/* push_back */
void push_back(const T& x)
{
找尾结点并建立新结点
//Node* _pTail = _pHead->_prev;
//Node* new_node = new Node(x);
新结点和尾结点相连
//_pTail->_next = new_node;
//new_node->_prev = _pTail;
新结点和头结点相连
//new_node->_next = _pHead;
//_pHead->_prev = new_node;
insert(end(), x);
}push_back 复用 insert，pos 我们给 end() 。因为 end() 是头结点*_pHead*，
在头结点前面插入，insert 的 cur_prev 就会代表尾结点，会在 cur_prev 后面插入 new_node，
并完成连接，这就做到了尾插
02 push_front
代码实现：
cpp
/* push_front */
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}03 删除 pos 位置的结点 erase
步骤如下：
① 找到 pos 的前驱和后继
② 释放 pos 位置的结点
③ 将已经删除的 pos 结点的前驱和后继连接
注意： 我们还要防止哨兵位头结点*_pHead*被删的情况，头不小心卸了就没法玩了。
这里我还是习惯用暴力的方式去解决，用 assert 断言处理。
代码实现：
cpp
/* 任意位置删除 */
void erase(iterator pos)
{
// 防止头结点被删
assert(pos != end());
// 找到pos位置的结点
Node* cur = pos._node;
Node* cur_prev = cur->_prev;
Node* cur_next = cur->_next;
// 删除pos位置的结点
delete[] cur;
cur = nullptr;
// 连接
cur_prev->_next = cur_next;
cur_next->_prev = cur_prev;
}erase 以后，pos是否失效？
一定会失效！因为结点的指针指向的结点被干掉了，这当然会失效
我们可以学着文档里的处理方式 ------ 返回刚刚被删除的元素的下一个元素
cpp
/* 任意位置删除 */
iterator erase(iterator pos)
{
// 防止头结点被删
assert(pos != end());
// 找到pos位置的结点
Node* cur = pos._node;
Node* cur_prev = cur->_prev;
Node* cur_next = cur->_next;
// 删除pos位置的结点
delete[] cur;
cur = nullptr;
// 连接
cur_prev->_next = cur_next;
cur_next->_prev = cur_prev;
return iterator(cur_next);
}04 pop_back
代码实现：
cpp
/* 尾删 */
void pop_back()
{
erase(_pHead->_prev);
}当然你也可以这么写：
cpp
/* 尾删 */
void pop_back()
{
erase(--end()); // 删除最后一个元素，即尾结点
}05 pop_front
代码实现：
cpp
/* 头删 */
void pop_front()
{
erase(begin());
}Ⅳ . 拷贝构造和赋值重载
01 list 同样涉及深浅拷贝问题
这里的拷贝构造是深拷贝还是浅拷贝？
cpp
void list_test2()
{
list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);
l1.push_back(4);
list<int> l2(l1);
for (auto e : l2)
cout << e << " ";
cout << endl;
}运行结果如下：
这里默认生成的拷贝构造是浅拷贝
浅拷贝导致 l1 和 l2 指向同一块地址，析构的时候导致同一块空间被释放两次
02 clear 清空链表中的所有数据
代码实现：
cpp
/* 清空链表所有数据 */
void clear()
{
iterator cur = begin();
while (cur != end())
{
iterator del = cur++;
delete del._node;
}
_pHead->_next = _pHead;
_pHead->_prev = _pHead;
}测试：
cpp
void list_test3()
{
list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);
l1.push_back(4);
cout << "删除前：";
print_list(l1);
cout << "删除后：";
l1.clear();
print_list(l1);
}运行结果如下：
当然，这里的删除结点我们也可以用 erase 去完成。
用 erase 可以省去我们将其恢复 _pHead的前驱和后继指向自己的操作。
简化：
cpp
/* 清空链表所有数据 */
void clear()
{
iterator cur = begin();
while (cur != end())
{
erase(cur++);
}
}03 析构
代码实现：
cpp
~list()
{
clear();
delete _pHead;
_pHead = nullptr;
}实现好了析构函数，我们再回过头来测刚才 "逃过一劫" 的浅拷贝导致的两个结点指向同一地址的问题，现在问题就变得严重起来了，因为它会被析构两次：
cpp
void list_test2()
{
list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);
l1.push_back(4);
list<int> l2(l1);
for (auto e : l2)
cout << e << " ";
cout << endl;
}运行结果：崩溃
自动生成的拷贝构造是浅拷贝，为了解决这个问题，我们需要手动实现一个深拷贝的拷贝构造！
04 拷贝构造
代码实现：传统写法
cpp
/* 拷贝构造 */
list(const list<T>& l)
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead;
_pHead->_prev = _pHead;
for (auto e : l)
push_back(e);
}代码实现：现代写法
cpp
list(const list<T>& l)
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead;
_pHead->_prev = _pHead;
list<T> tmp(l.begin(), l.end());
swap(_pHead, tmp._pHead);
}05 赋值重载
代码实现：传统写法
cpp
/* 赋值(传统写法) */
list<T>& operator=(list<T> l)
{
if (this != &l)
{
clear();
for (auto e : l)
push_back(e);
}
return *this;
}代码实现：现代写法
cpp
/* 赋值(现代写法) */
list<T>& operator=(list<T> l)
{
swap(_pHead, l._pHead);
return *this;
}Ⅴ . 完整代码
list.h
cpp
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace yxt
{
/* 建立结点 */
template<class T>
struct ListNode
{
T _data;
ListNode<T>* _next; // 指向后继节点
ListNode<T>* _prev; // 指向前驱节点
/* 结点初始化 */
ListNode(const T& data = T())
:_data(data)
, _next(nullptr)
, _prev(nullptr)
{}
};
/* 定义迭代器 */
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct _list_iterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef _list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;
/* 迭代器的构造 */
_list_iterator(Node* x)
:_node(x)
{}
/* ++it */
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
/* it++ */
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
/* --it */
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
/* it-- */
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
/* 解引用 */
Ref operator*()
{
return _node->_data;
}
Ptr operator->()
{
return &_node->_data;
}
/* != */
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
};
///* 定义const迭代器 */
//template<class T>
//struct _const_list_iterator
//{
// typedef ListNode<T> Node;
// Node* _node;
// /* 迭代器的构造 */
// _const_list_iterator(Node* x)
// :_node(x)
// {}
// /* ++it */
// _const_list_iterator<T>& operator++()
// {
// _node = _node->_next;
// return *this;
// }
// /* it++ */
// _const_list_iterator<T>& operator++(int)
// {
// _const_list_iterator<T> tmp(*this);
// _node = _node->_next;
// return tmp;
// }
// /* 解引用 */
// const T& operator*()
// {
// return _node->_data;
// }
// /* != */
// bool operator!=(const _const_list_iterator<T>& it)
// {
// return _node != it._node;
// }
//};
/* 链表 */
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
public:
/* 迭代器 */
typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef _list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_pHead->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_pHead);
}
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_pHead->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_pHead);
}
/* 构造函数 */
list()
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead; // 默认指向头结点
_pHead->_prev = _pHead; // 默认指向头结点
}
/* push_back */
void push_back(const T& x)
{
找尾结点并建立新结点
//Node* _pTail = _pHead->_prev;
//Node* new_node = new Node(x);
新结点和尾结点相连
//_pTail->_next = new_node;
//new_node->_prev = _pTail;
新结点和头结点相连
//new_node->_next = _pHead;
//_pHead->_prev = new_node;
insert(end(), x);
}
/* push_front */
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
/* 在pos位置前插入 */
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
// 找到pos位置的结点
Node* cur = pos._node;
Node* cur_prev = cur->_prev;
// 创建新结点
Node* new_node = new Node(x);
// 连接
cur_prev->_next = new_node;
new_node->_prev = cur_prev;
new_node->_next = cur;
cur->_prev = new_node;
return iterator(new_node);
}
/* 任意位置删除 */
iterator erase(iterator pos)
{
// 防止头结点被删
assert(pos != end());
// 找到pos位置的结点
Node* cur = pos._node;
Node* cur_prev = cur->_prev;
Node* cur_next = cur->_next;
// 删除pos位置的结点
delete[] cur;
cur = nullptr;
// 连接
cur_prev->_next = cur_next;
cur_next->_prev = cur_prev;
return iterator(cur_next);
}
/* 尾删 */
void pop_back()
{
erase(_pHead->_prev);
}
/* 头删 */
void pop_front()
{
erase(begin());
}
/* 清空链表所有数据 */
void clear()
{
iterator cur = begin();
while (cur != end())
{
erase(cur++);
}
}
/* 析构 */
~list()
{
clear();
delete _pHead;
_pHead = nullptr;
}
template<class InputInterator>
list(InputInterator first, InputInterator last)
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead;
_pHead->_prev = _pHead;
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
/* 拷贝构造(现代写法) */
list(const list<T>& l)
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead;
_pHead->_prev = _pHead;
list<T> tmp(l.begin(), l.end());
swap(_pHead, tmp._pHead);
}
/* 拷贝构造(传统写法) */
list(const list<T>& l)
{
_pHead = new Node();
_pHead->_next = _pHead;
_pHead->_prev = _pHead;
for (auto e : l)
push_back(e);
}
/* 赋值(传统写法) */
list<T>& operator=(list<T> l)
{
if (this != &l)
{
clear();
for (auto e : l)
push_back(e);
}
return *this;
}
/* 赋值(现代写法) */
list<T>& operator=(list<T> l)
{
swap(_pHead, l._pHead);
return *this;
}
private:
Node* _pHead;
};
}test.cpp
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"list.h"
namespace yxt
{
void print_list(const list<int>& l)
{
list<int>::const_iterator it = l.begin();
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
void list_test1()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
print_list(l);
}
void list_test2()
{
list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);
l1.push_back(4);
list<int> l2(l1);
for (auto e : l2)
cout << e << " ";
cout << endl;
}
void list_test3()
{
list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);
l1.push_back(4);
cout << "删除前：";
print_list(l1);
cout << "删除后：";
l1.clear();
print_list(l1);
}
}
int main()
{
//yxt::list_test1();
yxt::list_test2();
//yxt::list_test3();
return 0;
}reverse_list.h
cpp
#pragma once
#include"list.h"
namespace yxt
{
// Iterator是哪个容器的迭代器，reverse_iterator<Iterator>就可以
// 适配出哪个容器的反向迭代器。复用的体现
template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
class reverse_iterator
{
typedef reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;
public:
reverse_iterator(Iterator it)
:_it(it)
{}
Ref operator*()
{
Iterator prev = _it;
return *--prev;
}
Ptr operator->()
{
return &operator*();
}
Self& operator++()
{
--_it;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
--_it;
return tmp;
}
Self& operator--()
{
++_it;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
++_it;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& l) const
{
return _it != l._it;
}
private:
Iterator _it;
};
}