list的设计

cpp 复制代码
#pragma once
#include<assert.h>
#include<iostream>
using namespace std;
namespace aqc
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		list_node* _next;
		list_node* _prev;
		T _data;

		list_node(const T& x=T())//加const防止权限放大,用引用减少拷贝
			:_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*  tmp)//BUG--函数名报错
			:_node(tmp)
		{}

		Ref operator*()//返回值引用或const引用,不能构成重载,不好办了
			//,因此传第二个模板参数,在创建迭代器时确定返回的是什么
		{
			return _node->_data;
		}

		Ptr operator->()//同上,有T*和const T*
		{
			return &(_node->_data);
		}

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

		self operator++(int)
		{
			self tmp(*this);//生成默认浅拷贝构造
			_node = _node -> _next;
			return tmp;
		}

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

		self operator--(int)
		{
			self tmp(_node);//显示构造
			_node = _node->_prev;
			return tmp;
		}

		bool operator!=(const self& x)const
		{
			return _node != x._node;
		}


		bool operator==(const self& x)
		{
			return _node == x._node;
		}

	};

	template<class Iterator,class Ref,class Ptr>
	struct ReverseIterator
	{
		typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> self;
		Iterator _cur;

		ReverseIterator(Iterator it)
			:_cur(it)
		{}

		Ref operator*()//为了保持对称的形态,rbegin对end,rend对begin,解引用时要调整一下
		{
			Iterator tmp=_cur;
			--tmp;
			return *tmp;
		}

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

		self& operator++()
		{
			--_cur;
			return *this;
		}

		self operator++(int)
		{
			self tmp = *this;
			--_cur;
			return tmp;
		}

		self operator--()
		{
			++_cur;
			return *this;

		}

		bool operator!=(const self& x)const
		{
			return _cur != x._cur;
		}

	};

	template<class T>
	class list
	{
		typedef list_node<T> node;
	public:
		typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
		typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
		typedef  ReverseIterator< iterator, T&, T*> reverse_iterator;
		typedef  ReverseIterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

		iterator begin()
		{
			return iterator(_head->_next);
		}
		const_iterator begin()const//不论普通链表还是const链表都可使用const迭代器
		{
			return const_iterator(_head->_next);
		}

		iterator end()
		{
			return iterator(_head);
		}

		const_iterator end()const
		{
			return const_iterator(_head);
		}
		reverse_iterator rbegin()
		{
			return reverse_iterator(end());
		}


		reverse_iterator rend()
		{
			return reverse_iterator(begin());
		}


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

		list()
		{
			empty_init();
		}

		template<class Iterator >
		list(Iterator first, Iterator last)
		{
			empty_init();
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				first++;
			}
		}

		void swap(list<T>& lt)
		{
			std::swap(_head, lt._head);
		}

		list(list<T>& lt)
		{
			empty_init();
			list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());
			swap(tmp);

		}

		list<int>& operator=(list<T> lt)
		{
			
			swap(lt);
			return *this;

		}




		void print()
		{
		
			for (auto e : *this)
			{
				cout << e << " ";
			}
			cout << endl;
		}
		void clear()
		{
			iterator it = begin();
			while (it != end())
			{
				erase(it++);//it++最终it加一,返回it没加一时的临时变量
			}
		}
		~list()
		{
			clear();
			delete _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 erase(iterator pos)
		{
			node* prev = pos._node->_prev;
			node* next = pos._node->_next;

			prev->_next = next;
			next->_prev = prev;
			delete pos._node;
		}

		void insert(iterator pos, const T& x)
		{
			node* prev = pos._node->_prev;
			node* pcur = pos._node;

			node* new_node = new node(x);
			prev->_next = new_node;
			new_node->_prev = prev;
			new_node->_next = pcur;
			pcur->_prev = new_node;
		}
	private:
		node* _head;
	};
}
1.list是带头双向循环链表
2.list的节点设计如上,两个指针和一个T类型数据data
3.list类的成员只有哨兵节点,没有size成员,这是gcc的设计思路,在获取size时遍历获得,这样在插入和删除时不用关心size的变化
4.最重要的是迭代器,list的迭代器不再和vector与string一样是原生指针了,而是封装了结点指针的类,但要注意的是 *迭代器 返回的不是节点的引用,而是节点数据的引用T&,迭代器->成员 访问的是节点数据T的成员,编译器会先调operator->得到节点数据的地址T*,然后再->访问成员
5.迭代器有三个模板参数,这是为了实例化出迭代器和const迭代器
6.反向迭代器适配正向迭代器得到,有三个模板参数同样是为了实例化出反向迭代器和const反向迭代器
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