list的模拟实现

目录

1.结构

2.用3个类实现list

3.单个节点的定义

4.迭代器的定义

5.list类的实现

6.vector与list的区别

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1.结构

list底层是一个带头双向循环链表

2.用3个类实现list

1.链表中的单个节点

2.迭代器

3.list

由于链表中的迭代器已经不是原生指针，所以将迭代器单独封装成一个类。

list的迭代器是双向迭代器，不能够像string和vector那样的随机迭代器那样可以+3 -3，只能够++和--

3.单个节点的定义

template<class T>
class listnode
{
public:
    T _data;
    listnode<T>* _prev;
    listnode<T>* _next;

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

};

4.迭代器的定义

//Ref是T的引用但不知道是不是const迭代器,所以写成模版的形式
//Ptr是T的指针但不知道是不是const迭代器,所以写成模版的形式
//这样就不用单独写一个const迭代器了
template<class T, class Ref, class Ptr>
class list_iterator
{
public:
    typedef listnode<T> Node;
	typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;

    Node* _node;


	//这里的构造函数是为了一会方便提供list类里的begin和end的接口
	//begin和end接口写在list类里是因为：在List类里才有真正的链表结构
	list_iterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}

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

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

	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;
	}

	bool operator!=(const Self& s) const
	{
		return _node != s._node;
	}

	bool operator==(const Self& s) const
	{
		return _node == s._node;
	}



};

5.list类的实现

template<class T>
class List
{
    typedef listnode<T> Node;
	
public:

	typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;
	typedef list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;


	//构造哨兵位头结点
    List()
    {
        _head = new Node;
        _head->prev = _head;
        _head->next = _head;
        _size = 0;
    }

	iterator begin()
	{
		//隐式类型转换，利用迭代器类里的构造函数
		return _head->next;
	}

	iterator end()
	{
		//隐式类型转换
		return _head;
	}

	const_iterator begin() const
	{
		//隐式类型转换
		return _head->next;
	}

	const_iterator end() const
	{
		//隐式类型转换
		return _head;
	}

	void push_back(const T& x)
	{
		/*Node* newnode = new Node(x);
		Node* prev = _head->_prev;
		Node* cur = _head;
		newnode->_prev = prev;
		newnode->_next = cur;
		prev->_next = newnode;
		cur->_prev = newnode;*/

		insert(end(), x);
	}

	void insert(iterator pos, const T& x)
	{
		Node* prev = pos->_prev;
		Node* cur = pos;
		Node* newnode = new Node(x);
		newnode->_prev = prev;
		newnode->_next = cur;
		prev->_next = newnode;
		cur->_prev = newnode;
		_size++;
	}


	//返回被删除元素的下一个元素的迭代器，防止迭代器失效
	iterator erase(iterator pos)
	{
		Node* prev = pos->_prev;
		Node* next = pos->_next;
		prev->_next = next;
		next->_prev = prev;
		delete pos;
		_size--;
		return next;
	}

	//拷贝构造
	List(const List<T>& s1)
	{
		_head = new Node;
		_head->prev = _head;
		_head->next = _head;
		_size = 0;

		for (auto s : s1)
		{
			push_back(s);
		}

	}

	void swap(List<T> sl)
	{
		std::swap(_head, sl._head);
		std::swap(_size, sl._size);
	}



	List<T>& operator=(List<T> s1)
	{
		swap(s1);
		return *this;
	}

	void clear()
	{
		iterator it = begin();
		while (it != end())
		{
			it = erase(it);
		}
	}

	~List()
	{
		clear();
		delete _head;
		_head = nullptr;

	}


	int size() const
	{
		return _size;
	}

	bool empty() const
	{
		return _size == 0;
	}


private:
    Node* _head;
    int _size;
};

6.vector与list的区别

vector中没有支持头插和头删的接口，但是可以调用insert接口间接头插头删

list中有支持头插头删的接口