目录
1,list的介绍及使用
2,list_node
3,list_node()
3,list
4,list()
5,push_back(const T& x)
6,print()
7,_list_iterator
8,operator*()
9,begin()
10,end()
11,operator->()
12,operator++()
13,operator++(int)
14,operator--()
15,operator--(int)
16,operator==(const sefl& s)
17,operator!=(const sefl& s)
18,_list_const_iterator
19,list(iterator first, iterator last)
20,begin()const
21,end()const
22,list(const list& lt)
23,operator=(list lt)
24,insert(iterator pos, const T& x)
25,erase(iterator pos)
26,clear()
27,~list()
28,push_front(const T& x)
29,pop_front()
30,pop_back()
31,源代码
32,总结
1,list的介绍及使用
1,list 是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器,并且该容器可以前后双向迭代。
2,list 的底层是双向链表结构,双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中,在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
3,list 与 forward_list 非常相似:最主要的不同在于 forward_list 是单链表,只能朝前迭代,已让其更简单高效。
4,与其他的序列式容器相比(array,vector,deque),list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
5,与其他序列式容器相比,list 和 forward_list 最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问,比如:要访问 list 的第6个元素,必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置,在这段位置上迭代需要线性的时间开销;list 还需要一些额外的空间,以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)
2,list_node
结点的结构体框架
template<class T>struct list_node{list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;T data;};
因为是双向循环链表,需要一个上指针 _prev,下指针 _next,还有数据 data;
3,list_node()
对结点进行初始化
list_node(const T& x = T()):_next(nullptr), _prev(nullptr), data(x){}
然后还要将其初始化,指针为空,数据为内置类型初始化的值;
3,list
链表结构框架
template <class T>class list{typedef list_node<T> node;public:private:node* _head;};
链表是带头结点的,所以我们需要一个哨兵位头结点;
4,list()
对链表初始化
void empty_init(){_head = new node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;}list(){empty_init();}
因为我们是双向循环链表,所以我们的下一个结点和上一个结点都是指向自己的,形成一个环;
5,push_back(const T& x)
尾插
void push_back(const T& x){node* tail = _head->_prev;node* newnode = new node(x);tail->_next = newnode;newnode->_prev = tail;newnode->_next = _head;_head->_prev = newnode;}
我们先找到尾结点(tail),申请一个新结点,然后就插入其中;
6,print()
打印数据
void print(){node* cur = _head->_next;while (cur != _head){cout << cur->data << " ";cur = cur->_next;}}
哨兵位头结点本身是没有数据的,所以要从下一个结点开始
void test1(){wxd::list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);lt1.print();}
也是没有任何问题的
7,_list_iterator
迭代器的框架和初始化
template<class T,class ref,class ptr>struct _list_iterator{typedef list_node<T> node;typedef _list_iterator<T,ref,ptr> sefl;node* _node;_list_iterator(node* n):_node(n){} }
有人会好奇,为什么模板里面有三个参数,现在先不急下面会进行分晓的;
指向结点的迭代器嘛,底层类型就是指针;
初始化也是一样,传来什么就是什么;
8,operator*()
迭代器解引用取值
ref operator*(){return _node->data;}
ref 其实就是 T&;
9,begin()
找头结点
iterator begin(){return iterator(_head->_next);}
直接返回构造完后的结果;
10,end()
最后一个结点的下一个位置
iterator end(){return iterator(_head);}
然后我们就可以试一下迭代器打印了;
void print_list(const list<int>& lt){list<int>::const_iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}void test1(){wxd::list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);print_list(lt1);}
11,operator->()
迭代器箭头指向取值
ptr operator->(){return &_node->data;}
返回的是 data 的地址,ptr 是 T* ;
12,operator++()
迭代器前置++
sefl& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}
sefl 是 _list_iterator<T,ref,ptr>;
13,operator++(int)
迭代器后置++
sefl operator++(int){sefl tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}
返回的是之前的值,但其实已经改变了;
14,operator--()
迭代器前置 - -
sefl& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}
15,operator--(int)
迭代器后置 - -
sefl operator--(int){sefl tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}
16,operator==(const sefl& s)
迭代器判断相等
bool operator==(const sefl& s){return _node == s._node;}
判断迭代器是否相等比较 _node 就可以了;
17,operator!=(const sefl& s)
判断是否不相等
bool operator!=(const sefl& s){return _node != s._node;}
18,_list_const_iterator
然后这个是 const 迭代器版本的,这里我就不一个一个写了;
template<class T>struct _list_const_iterator{typedef list_node<T> node;typedef _list_const_iterator<T> sefl;node* _node;_list_const_iterator(node* n):_node(n){}const T& operator*(){return _node->data;}sefl& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}sefl operator++(int){sefl tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}sefl& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}sefl operator--(int){sefl tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}bool operator==(const sefl& s){return _node == s._node;}bool operator!=(const sefl& s){return _node != s._node;}};
其实吧,_list_const_iterator 跟 _list_iterator 就是内部函数参数的返回值不同罢了,我们可以用模板参数来实例化,这样就不用写两个迭代器了;
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;
在 list 下面这样操作就可以了,普通迭代器模板一个版本,const 迭代器模板内的参数加上const就可以了,等调用的时候编译器会自动匹配的;
19,list(iterator first, iterator last)
迭代器区间构造
template<class iterator>list(iterator first, iterator last){empty_init();while (first != last){push_back(*first);++first;}}
20,begin()const
const 版本取头结点
const_iterator begin()const{return const_iterator(_head->_next);}
21,end()const
const 版本取尾结点的下一个位置
const_iterator end()const{return const_iterator(_head);}
22,list(const list<T>& lt)
拷贝构造
void swap(list<T>& tmp){std::swap(_head, tmp._head);}list(const list<T>& lt){empty_init();list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());swap(tmp);}
先把要拷贝的区间信息构造另一个 list ,然后再与 this 指针的 _head哨兵位头结点进行交换即可;
23,operator=(list<T> lt)
赋值
list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}
24,insert(iterator pos, const T& x)
插入
void insert(iterator pos, const T& x){node* cur = pos._node;node* prev = cur->_prev;node* newnode = new node(x);prev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;}
定义前一个结点,和本身的结点,然后再进行插入即可;
void test3(){wxd::list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);auto pos = find(lt1.begin(), lt1.end(), 3);lt1.insert(pos, 9);print_list(lt1);}
25,erase(iterator pos)
擦除
iterator erase(iterator pos){assert(pos != end());node* next = pos._node->_next;node* tail = pos._node->_prev;tail->_next = next;next->_prev = tail;delete pos._node;return iterator(next);}
先断言一下,哨兵位结点是不能擦除的;
然后找到前一个结点,后一个结点,在进行互相绑定;
在释放要删除的空间;
26,clear()
清除
void clear(){auto it = begin();while (it != end()){it=erase(it);}}
27,~list()
析构函数
~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}
先清空结点,然后再是否哨兵位头结点置空即可;
28,push_front(const T& x)
头插
void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}
直接用 insert 插入更加方便;
29,pop_front()
头删
void pop_front(){erase(begin());}
30,pop_back()
尾删
void pop_back(){erase(_head->_prev);}
31,源代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include<iostream>#include<assert.h>using namespace std;template<class T>struct list_node{list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;T data;list_node(const T& x = T()):_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> sefl;node* _node;_list_iterator(node* n):_node(n){}ref operator*(){return _node->data;}ptr operator->(){return &_node->data;}sefl& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}sefl operator++(int){sefl tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}sefl& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}sefl operator--(int){sefl tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}bool operator==(const sefl& s){return _node == s._node;}bool operator!=(const sefl& s){return _node != s._node;}};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;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 push_back(const T& x){node* tail = _head->_prev;node* newnode = new node(x);tail->_next = newnode;newnode->_prev = tail;newnode->_next = _head;_head->_prev = newnode;}iterator begin(){return iterator(_head->_next);}const_iterator begin()const{return const_iterator(_head->_next);}iterator end(){return iterator(_head);}const_iterator end()const{return const_iterator(_head);}void swap(list<T>& tmp){std::swap(_head, tmp._head);}list(const list<T>& lt){empty_init();list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());swap(tmp);}list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}void insert(iterator pos, const T& x){node* cur = pos._node;node* prev = cur->_prev;node* newnode = new node(x);prev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;}iterator erase(iterator pos){assert(pos != end());node* next = pos._node->_next;node* tail = pos._node->_prev;tail->_next = next;next->_prev = tail;delete pos._node;return iterator(next);}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}void clear(){auto it = begin();while (it != end()){it=erase(it);}}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}void pop_back(){erase(_head->_prev);}void pop_front(){erase(begin());}void print(){node* cur = _head->_next;while (cur != _head){cout << cur->data << " ";cur = cur->_next;}}private:node* _head;};
32,总结
我们就先搞一个大概的,其中还有很多分支,比如我们写的是擦除某个数据,其实也可以擦除某个范围,这些就靠大家去摸索,查阅文档了;
list 类的实现就到这里了;
加油!