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【C++】模拟实现list

4 人参与  2024年10月04日 10:40  分类 : 《随便一记》  评论

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在上篇中我们已经了解过的list各种接口的功能使用,接下来我们就试着模拟实现一下吧!

注意:我们在此实现的和C++标准库中实现的有所不同,其目的主要是帮助大家大概理解底层原理。list的底层结构是带头双向循环链表,是链表就需要有结点,可以单独用一个结构类来存放一个结点的信息,它的大致框架是:

//写成模板的原因是使其适应结点中数据的各种类型template<class T>struct list_node  //结点的结构,在C++中struct也是类,与class的区别是,它的成员默认是公有{T _data;list_node<T>* _prev;list_node<T>* _next;        //构造函数    list_node(const T& data = T())            :_data(data)            ,_prev(nullptr)            ,_next(nullptr)         {}    };template<class T>class list{typedef list_node<T> Node;public:    //...private:Node* _head;  //指向头节点(哨兵位)    size_t _size;  //记录容器中结点个数};

我们本篇以实现为主,不再细讲各个函数功能介绍。

如果大家对各个成员函数还不太了解其功能时,可以去先看一下这篇文章 -> list容器的基本使用

一、构造函数

//构造函数list(){//new一个哨兵位头结点_head = new Node;_head->_prev = _head;_head->_next = _head;    _size = 0;}

对链表进行初始化,即生成一个哨兵位头结点。 

二、成员函数

1、size()

//返回当前容器内结点个数size_t size() const{return _size;}

2、empty()

//判断当前容器中结点个数是否为空,若为空返回true,否则返回falsebool empty() const{//这两种写法都可以//return _size == 0;return _head->_next = _head;}

3、clear() 

//清空容器内所有结点void clear(){auto it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}

4、push_back()

//在尾部插入一个新结点,它的值为xvoid push_back(const T& x){Node* newnode = new Node(x); //生成一个新结点Node* tail = _head->_prev;   //记录插入前最后一个结点的位置    //插入新结点的过程tail->_next = newnode;newnode->_next = _head;newnode->_prev = tail;_head->_prev = newnode;    //更新_size    ++_size;}

5、insert()

注意:看以下几个成员函数建议先看一下本篇中的三、迭代器。

//在it位置之前插入一个新结点,它的值为xvoid insert(iterator it, const T& x){Node* newnode = new Node(x);Node* cur = it._node;  //当前位置Node* prev = cur->_prev; //前一位置//插入过程prev->_next = newnode;newnode->_next = cur;newnode->_prev = prev;cur->_prev = newnode;//更新_size++_size;}

6、push_front()

//头插void push_front(const T& x){insert(begin(), x); //复用insert}

 我们也可以对push_back进行修改,让它也复用insert:

//尾插void push_back(const T& x){insert(end(), x);}

 7、erase()

//删除pos位置的结点void erase(iterator pos){assert(pos != end());Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;//删除过程prev->_next = next;next->_prev = prev;//释放删除结点的空间delete cur;//更新_size--_size;}

8、pop_back()

//尾删void pop_back(){erase(--end()); //复用erase,end位置上是头结点(哨兵位结点),所以要--}

9、pop_front()

//头删void pop_front(){erase(begin()); //复用erase}

三、迭代器(重点)

1、普通迭代器

我们在之前学到的string类和vector容器中,由于它们的底层是数组,申请的空间是连续的,所以它们的迭代器支持++和解引用,而list的底层是链表,如果直接++或者解引用是达不到我们想要的结果的,所以我们需要单独写一个类来封装结点的指针。

template<class T>struct list_iterator  //在C++中struct也是类,与class的区别是,它的成员默认是公有{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T> Self;    //构造函数list_iterator(Node* node):_node(node)  //浅拷贝,不需要深拷贝,不用单独写拷贝构造{}//重载解引用操作符,返回当前结点的数据//引用返回的目的是:可以修改当前结点的值T& operator*(){return _node->_data;}//重载前置++,返回值依旧是迭代器Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}        //重载!=用于判断两个结点是否相等bool operator!=(const Self& s) const{return _node != s._node;}public:Node* _node;};

迭代器本质上就是指针,由于单纯的指针进行++或解引用达不到我们的意图,所以我们用类将它封装起来,在类中重载运算符,使运算符的效果达到我们的意图,大家不要被这种结构所吓倒,只要理解了,它也没那么难。

在list这个类中可以添加与迭代器相关的接口:

public:typedef list_iterator<T> iterator; //typedef的类型也受访问限定符的限制iterator begin(){//有名对象//iterator it(_head->_next);//return it;//匿名对象//return iterator(_head->_next);return _head->_next; //隐式类型转换//以上3种写法均可}iterator end(){return _head;}

我们来写一段简单的代码,验证一下功能:

在主函数中调用test_list1:

void test_list1(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end())   //这里!=已经是重载后的结果{cout << *it << " ";  //这里的解引用也是重载后的结果++it;  //这里的++还是重载后的结果}cout << endl;}

运行结果:

从结果上看,我们写的代码是没问题的。 

我们发现每个容器的迭代器遍历方式几乎一模一样,但是底层是大相径庭的。这就体现了封装的好处,不管是什么容器,都可以用这种方式进行遍历。

用Node*定义的对象是4个字节,用iterator定义的对象也是4个字节,用Node*定义的对象解引用和++不符合我们的要求,用iterator定义的对象解引用和++可以满足我们的要求,这就体现出封装的魅力。

了解上述过程后,我们再来补充一些运算符重载:

//前置--Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置++Self operator++(int){Self tmp(*this); //用系统提供的拷贝构造,完成浅拷贝,因为是迭代器的指针,它的作用就是便于访问,所以不需要写深拷贝_node = _node->_next;return tmp;}//后置--Self operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//相等bool operator==(const Self& s) const{return _node == s._node;}

迭代器通常模拟指针的功能,自定义类型的指针支持"->"这个操作符,所以我们也可以重载"->"让迭代器也可以使用。

举个例子:

struct AA{int _a1;};void test_list2(){list<AA> lta;lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());list<AA>::iterator ita = lta.begin();while (ita != lta.end()){cout << *ita << " ";++ita;}cout << endl;}

这段代码是运行不起来的,因为lta中的元素是AA这种自定义类型,*ita解引用后会得到AA类型的对象,自定义类型是不支持流插入和流提取的,所以运行不起来。

解决方法1:在AA中重载流插入和流提取

解决方法2:换一种形式打印。

list<AA>::iterator ita = lta.begin();while (ita != lta.end()){cout << (*ita)._a1 << " ";++ita;}cout << endl;

解决方法3:在迭代器中重载"->",然后用 ita->_a1 的方式访问。 

//在list_iterator中重载"->"T* operator->(){return &(_node->_data);}

 调用时:

list<AA>::iterator ita = lta.begin();while (ita != lta.end()){cout << ita->_a1 << " "; //按理说应该是ita->->_a1,但两个"->"显得不美观,降低了可读性,所以省略了一个"->"   //cout << ita.operator->()->_a1 << " "; //也可以用这行代码进行理解++ita;}cout << endl;

运行结果: 

2、通用容器打印方法

在模拟实现vector这篇文章中时,我们用到了通用的容器打印方法print_container(),既然是通用的,那么在list容器中也可以同样的调用。

template<class Container>void print_container(const Container& con){    //方式1//typename Container::const_iterator it = con.begin();//因为con被const修饰,所以这里的it必须是const_iterator//while (it != con.end())//{//cout << *it << " ";//++it;//}//cout << endl;        //方式2for (auto e : con) // 因为con被const修饰,这里的范围for底层调用的必须是const迭代器{cout << e << " ";}cout << endl;}

3、const迭代器 

 既然有了通用的打印方法,我们可以写一段代码来验证一下:

在主函数中调用test_list3():

void test_list3(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);print_container(lt);}

 运行结果:

运行报错。 这是因为我们调用print_container()时传的时普通的容器,而print_container()接收的是const类型的容器,所以在用范围for进行数据打印时,必须传const类型的迭代器。我们当前是普通类型的迭代器,所以报错了。

这里需要区分:const iterator 和 const_iterator 前者是迭代器本身不能修改(这就不能打印了,因为打印时需要++it),后者是迭代器指向的内容不能修改。我们所说的const类型的迭代器是后者(const_iterator)。

在普通迭代器中能修改指向内容的地方只有两个,一是重载解引用(*),二是重载"->"。我们如果想要由普通迭代器改写为const迭代器,就必须单独对着两处进行限制:

template<class T>struct list_const_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef list_const_iterator<T> Self;//构造函数list_const_iterator(Node* node):_node(node)  //浅拷贝,不需要深拷贝,不用单独写拷贝构造{}//重载解引用操作符,返回当前结点的数据//引用返回的目的是:可以修改当前结点的值const T& operator*(){return _node->_data;}const T* operator->(){return &(_node->_data);}//重载前置++,返回值依旧是迭代器Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//前置--Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置++Self operator++(int){Self tmp(*this); //用系统提供的拷贝构造,完成浅拷贝,因为是迭代器的指针,它的作用就是便于访问,所以不需要写深拷贝_node = _node->_next;return tmp;}//后置--Self operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//不等bool operator!=(const Self& s) const{return _node != s._node;}//相等bool operator==(const Self& s) const{return _node == s._node;}public:Node* _node;};

操作非常简单,我么只需拷贝一份普通迭代器,对普通迭代器换一下名字,然后单独对重载解引用(*) 和 "->" 的地方做出限制(返回值用const修饰)即可。

然后在list类中添加begin和end方法:

typedef list_const_iterator<T> const_iterator;const_iterator begin() const{return _head->_next; //隐式类型转换}const_iterator end() const{return _head;//隐式类型转换}

接下来,我们再次调用test_list3(),看看运行结果: 

这样,程序就可以正常运行了。 

4、简化

不难发现,我们上面写的list_const_iterator和list_iterator除了operator*和operator->的返回值不一样,其他地方一模一样,那是不是有点冗余了?

由于它们只有两个地方有差异,所以我们可以考虑让它们共用一个模板,只不过模板参数由原先的一个换成三个,具体如下:

template<class T,class Ref,class Ptr>struct list_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> Self;//构造函数list_iterator(Node* node):_node(node)  //浅拷贝,不需要深拷贝,不用单独写拷贝构造{}//重载解引用操作符,返回当前结点的数据//引用返回的目的是:可以修改当前结点的值Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return &(_node->_data);}//重载前置++,返回值依旧是迭代器Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//前置--Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置++Self operator++(int){Self tmp(*this); //用系统提供的拷贝构造,完成浅拷贝,因为是迭代器的指针,它的作用就是便于访问,所以不需要写深拷贝_node = _node->_next;return tmp;}//后置--Self operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//不等bool operator!=(const Self& s) const{return _node != s._node;}//相等bool operator==(const Self& s) const{return _node == s._node;}public:Node* _node;};

在list类中,修改typedef中的内容即可:

//修改前://typedef list_iterator<T> iterator; //typedef list_const_iterator<T> const_iterator;//修改后:typedef list_iterator<T,T&,T*> iterator;typedef list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;

这样就可以达到合二为一的效果。 

四、迭代器失效

1、insert()

这里,insert后就不会出现迭代器失效的问题,我们来看一段代码:

在主函数中调用test_list4():

void test_list4(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);print_container(lt);list<int>::iterator it = lt.begin();lt.insert(it, 10);*it += 100;print_container(lt);}

运行结果: 

插入数据后,it的指向并没有发生改变所以它没有迭代器失效的问题。 

2、erase()

删除时就会发生迭代器失效的问题,我们来看一段代码:

void test_list5(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);    cout << "删除前:";print_container(lt);//删除链表中数据是偶数的结点auto it = lt.begin();while (it != lt.end()){if (*it % 2 == 0){lt.erase(it);}++it;}    cout << "删除后:";print_container(lt);}

运行结果:

 

显而易见,程序崩溃了。

我们将it位置删除后,it位置对应的结点被释放了,此时it就是野指针,紧接着++it,这肯定是不合规的, 这也就是迭代器失效导致的。

我们要想解决该问题,就需要将erase的返回值由void改为iterator:

//删除pos位置上的结点iterator erase(iterator pos){assert(pos != end());Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;//删除过程prev->_next = next;next->_prev = prev;//释放删除结点的空间delete cur;//更新_size--_size;return next; //返回下一位置的迭代器,隐式类型转换}

我们测试代码也需要改一下:

void test_list5(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);    cout << "删除前:";print_container(lt);//删除链表中数据是偶数的结点auto it = lt.begin();while (it != lt.end()){if (*it % 2 == 0){it = lt.erase(it);}else //这里加else是为了防止两个重复数据挨在一起导致删不干净的情况{++it;}}    cout << "删除后:";print_container(lt);}

再次运行结果为: 

这就解决了迭代器失效的问题。 

总结来说:insert后迭代器不失效,erase后迭代器失效。

规范一点的话,我们也应让insert的返回值是iterator:

//在it位置之前插入iterator insert(iterator it, const T& x){Node* newnode = new Node(x);Node* cur = it._node;  //当前位置Node* prev = cur->_prev; //前一位置//插入过程prev->_next = newnode;newnode->_next = cur;newnode->_prev = prev;cur->_prev = newnode;//更新_size++_size;return newnode; //返回插入结点的指针,隐式类型转换}

五、析构函数

//析构函数~list(){clear();  //清空结点delete _head; //单独释放头结点_head = nullptr;}

六、拷贝构造

list(const list<T>& lt){for (auto& e : lt) //加引用是为了防止T是自定义类型{push_back(e);}}

这段代码是有问题的,假设lt1已经存在,现在调用拷贝构造用lt1构造lt2,"list<int>  lt2(lt1)",我们在调用拷贝构造时,lt2就不会调用默认构造了,那么lt2就没有头结点,它的_head就是nullptr,直接调用push_back就会出现问题。 链表为空时调用push_back的前提条件是有头结点,并且头结点的_prev和_next都指向自己。所以我们在进行范围for前要初始化一下lt2。

这里写一个函数来初始化:

void empty_init(){//new一个哨兵位头结点_head = new Node;_head->_prev = _head;_head->_next = _head;_size = 0;}

拷贝构造:

//拷贝构造list(const list<T>& lt){    empty_init();for (auto& e : lt) //加引用是为了防止T是自定义类型{push_back(e);}}

在主函数中调用test_list6:

void test_list6(){list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);cout << "lt1:";print_container(lt1);list<int> lt2(lt1); //拷贝构造cout << "lt2:";print_container(lt2);}

运行结果: 

有了empty_init这个函数,我们在写构造函数时可以直接调用即可:

//构造函数list(){//new一个哨兵位头结点//_head = new Node;//_head->_prev = _head;    //_head->_next = _head;   // _size = 0;    empty_init();}

 七、赋值重载

void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}//赋值重载list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}

在主函数调用test_list7():

void test_list7(){list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);cout << "lt1(赋值前):";print_container(lt1);list<int> lt2;lt2.push_back(10);lt2.push_back(20);lt2.push_back(30);lt2.push_back(40);lt1 = lt2; //赋值重载cout << "lt1(赋值后):";print_container(lt1);}

运行结果:

 

 八、源码

1、list.h

#pragma once#include <iostream>#include <assert.h>using namespace std;namespace blue{template<class T>struct list_node  //结点的结构,在C++中struct也是类,与class的区别是,它的成员默认是公有{T _data;list_node<T>* _prev;list_node<T>* _next;//构造函数list_node(const T& data = T()):_data(data),_prev(nullptr),_next(nullptr){}};/*template<class T>struct list_iterator  //在C++中struct也是类,与class的区别是,它的成员默认是公有{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T> Self;//构造函数list_iterator(Node* node):_node(node)  //浅拷贝,不需要深拷贝,不用单独写拷贝构造{}//重载解引用操作符,返回当前结点的数据//引用返回的目的是:可以修改当前结点的值T& operator*(){return _node->_data;}//重载前置++,返回值依旧是迭代器Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//前置--Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置++Self operator++(int){Self tmp(*this); //用系统提供的拷贝构造,完成浅拷贝,因为是迭代器的指针,它的作用就是便于访问,所以不需要写深拷贝_node = _node->_next;return tmp;}//后置--Self operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//不等bool operator!=(const Self& s) const{return _node != s._node;}//相等bool operator==(const Self& s) const{return _node == s._node;}T* operator->(){return &(_node->_data);}public:Node* _node;};*//*template<class T>struct list_const_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef list_const_iterator<T> Self;//构造函数list_const_iterator(Node* node):_node(node)  //浅拷贝,不需要深拷贝,不用单独写拷贝构造{}//重载解引用操作符,返回当前结点的数据//引用返回的目的是:可以修改当前结点的值const T& operator*(){return _node->_data;}const T* operator->(){return &(_node->_data);}//重载前置++,返回值依旧是迭代器Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//前置--Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置++Self operator++(int){Self tmp(*this); //用系统提供的拷贝构造,完成浅拷贝,因为是迭代器的指针,它的作用就是便于访问,所以不需要写深拷贝_node = _node->_next;return tmp;}//后置--Self operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//不等bool operator!=(const Self& s) const{return _node != s._node;}//相等bool operator==(const Self& s) const{return _node == s._node;}public:Node* _node;};*/template<class T,class Ref,class Ptr>struct list_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> Self;//构造函数list_iterator(Node* node):_node(node)  //浅拷贝,不需要深拷贝,不用单独写拷贝构造{}//重载解引用操作符,返回当前结点的数据//引用返回的目的是:可以修改当前结点的值Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return &(_node->_data);}//重载前置++,返回值依旧是迭代器Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//前置--Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置++Self operator++(int){Self tmp(*this); //用系统提供的拷贝构造,完成浅拷贝,因为是迭代器的指针,它的作用就是便于访问,所以不需要写深拷贝_node = _node->_next;return tmp;}//后置--Self operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//不等bool operator!=(const Self& s) const{return _node != s._node;}//相等bool operator==(const Self& s) const{return _node == s._node;}public:Node* _node;};template<class T>class list{typedef list_node<T> Node;public://typedef list_iterator<T> iterator; //typedef的类型也受访问限定符的限制//typedef list_const_iterator<T> const_iterator;typedef list_iterator<T,T&,T*> iterator; //typedef的类型也受访问限定符的限制typedef list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;iterator begin(){//有名对象//iterator it(_head->_next);//return it;//匿名对象//return iterator(_head->_next);return _head->_next; //隐式类型转换//以上3种写法均可}iterator end(){return _head;}const_iterator begin() const{return _head->_next; //隐式类型转换}const_iterator end() const{return _head;//隐式类型转换}void empty_init(){//new一个哨兵位头结点_head = new Node;_head->_prev = _head;_head->_next = _head;_size = 0;}//构造函数list(){empty_init();}//拷贝构造list(const list<T>& lt){empty_init();for (auto& e : lt) //加引用是为了防止T是自定义类型{push_back(e);}}void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}//赋值重载list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}//析构函数~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}size_t size() const{return _size;}bool empty() const{//这两种写法都可以//return _size == 0;return _head->_next = _head;}//清空容器内所有结点void clear(){auto it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}//尾插void push_back(const T& x){/*Node* newnode = new Node(x);Node* tail = _head->_prev;tail->_next = newnode;newnode->_next = _head;newnode->_prev = tail;_head->_prev = newnode;++_size;*/insert(end(), x);}在it位置之前插入//void insert(iterator it, const T& x)//{//Node* newnode = new Node(x);//Node* cur = it._node;  //当前位置//Node* prev = cur->_prev; //前一位置////插入过程//prev->_next = newnode;//newnode->_next = cur;//newnode->_prev = prev;//cur->_prev = newnode;////更新_size//++_size;//}//在it位置之前插入iterator insert(iterator it, const T& x){Node* newnode = new Node(x);Node* cur = it._node;  //当前位置Node* prev = cur->_prev; //前一位置//插入过程prev->_next = newnode;newnode->_next = cur;newnode->_prev = prev;cur->_prev = newnode;//更新_size++_size;return newnode; //返回插入结点的指针,隐式类型转换}//头插void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}//void erase(iterator pos)//{//assert(pos != end());//Node* cur = pos._node;//Node* prev = cur->_prev;//Node* next = cur->_next;////删除过程//prev->_next = next;//next->_prev = prev;////释放删除结点的空间//delete cur;////更新_size//--_size;//}iterator erase(iterator pos){assert(pos != end());Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;//删除过程prev->_next = next;next->_prev = prev;//释放删除结点的空间delete cur;//更新_size--_size;return next; //返回下一位置的迭代器}//尾删void pop_back(){erase(--end()); //end位置上是头结点(哨兵位结点),所以要--}//头删void pop_front(){erase(begin());}private:Node* _head;  //指向头节点(哨兵位)size_t _size;};template<class Container>void print_container(const Container& con){//typename Container::const_iterator it = con.begin();//因为con被const修饰,所以这里的it必须是const_iterator//while (it != con.end())//{//cout << *it << " ";//++it;//}//cout << endl;for (auto e : con) // 因为con被const修饰,这里的范围for底层调用的必须是const迭代器{cout << e << " ";}cout << endl;}void test_list1(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}struct AA{int _a1;};void test_list2(){list<AA> lta;lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());list<AA>::iterator ita = lta.begin();while (ita != lta.end()){cout << ita->_a1 << " ";cout << ita.operator->()->_a1 << " ";++ita;}cout << endl;}void test_list3(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);print_container(lt);}void test_list4(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);print_container(lt);list<int>::iterator it = lt.begin();lt.insert(it, 10);*it += 100;print_container(lt);}void test_list5(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);cout<<"删除前:";print_container(lt);//删除链表中数据是偶数的结点auto it = lt.begin();while (it != lt.end()){if (*it % 2 == 0){it = lt.erase(it);}else //这里加else是为了防止两个重复数据挨在一起导致删不干净的情况{++it;}}cout << "删除后:";print_container(lt);}void test_list6(){list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);cout << "lt1:";print_container(lt1);list<int> lt2(lt1); //拷贝构造cout << "lt2:";print_container(lt2);}void test_list7(){list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);cout << "lt1(赋值前):";print_container(lt1);list<int> lt2;lt2.push_back(10);lt2.push_back(20);lt2.push_back(30);lt2.push_back(40);lt1 = lt2; //赋值重载cout << "lt1(赋值后):";print_container(lt1);}}

2、Test.cpp

#include "list.h"int main(){//blue::test_list1();//blue::test_list2();//blue::test_list3();//blue::test_list4();//blue::test_list5();//blue::test_list6();//blue::test_list7();return 0;}

九、补充(initializer_list)

 标准库中list对象还可以支持这样初始化:

#include <iostream>#include <list>using namespace std;int main(){std::list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };for (auto e : lt)cout << e << " ";cout << endl;return 0;}

运行结果: 

这是C++11中的用法,用{}将一些值包在其中,这种写法的类型是:initializer_list

它是一个类模板。它的底层就是在栈上开辟一个数组将{}中的值存储起来,有两个指针,一个指向起始位置,另外一个指向最后一个有效元素的下一个位置,所以initializer_list类型的对象大小在32位平台下是8字节(两个指针)。

 而list对象之所以能这样初始化是因为它的底层有个像这样的构造函数:

list(initializer_list<T> il){empty_init();for (auto& e : il){push_back(e);}}

调用时是这样的:

#include <iostream>#include <list>using namespace std;int main(){//实际上是这样调用std::list<int> lt1({ 1,2,3,4,5 }); //直接构造for (auto e : lt1)cout << e << " ";cout << endl;//但我们平时喜欢这样写std::list<int> lt2 = { 10,20,30,40,50 }; //这里是隐式类型转换,单参数构造函数支持隐式类型转换,这里是先用{ 10,20,30,40,50 }构造了一个list对象,再用这个对象拷贝构造lt2for (auto e : lt2)cout << e << " ";cout << endl;    const std::list<int>& lt3 = { 3,3,3,3,3 }; //将隐式类型转换过程中的临时对象给lt3了,临时对象具有常性,所以必须加constreturn 0;}

运行结果: 

 

十、结语

本篇内容到这里就结束了,主要模拟实现了list容器的常用接口,希望对大家有些许帮助,祝大家天天开心!


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