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- template<class T>
- struct list_node
- {
- list_node<T>* _prev;
- list_node<T>* _next;
- T _data;
-
- list_node(const T& x= T())//这里不给缺省值可能会因为没有默认构造函数而编不过
- :_prev(nullptr)
- ,_next(nullptr)
- ,_data(x)
- {}
- };
注意给缺省值,这样全缺省就会被当做默认构造了,不会因为没有默认构造而报错。
我们实现的list是带哨兵位的,它同时是迭代器的end()(因为是双向循环的list)。
- template<class T,class Ref,class Ptr>
- struct _list_iterator
- {
- typedef list_node<T> node;
- typedef _list_iterator<T, Ref, Ptr> self;
-
- node* _node;//对迭代器也就是节点的指针进行封装,因为list迭代器是不能直接++的
- _list_iterator(node* n)
- :_node(n)
- {}
-
- Ref operator*()//返回的必须是引用,不然改变不了外面的对象的成员,要支持对自己解引用改变值就要用应用
- {
- return _node->_data;
- }
-
- Ptr operator->()
- {
- return &(_node->_data);//返回地址,再解引用直接访问数据
- }
-
- self& operator++()
- {
- _node = _node->_next;
- return *this;
- }
-
- self operator++(int)
- {
- self tmp(*this);//默认的拷贝构造可以,因为没有深拷贝
- _node = _node->_next;
- return tmp;
- }
-
- self& operator--()
- {
- _node = _node->_prev;
- return *this;
- }
-
- self operator--(int)
- {
- self tmp(*this);
- _node = _node->_prev;
- return tmp;
- }
-
- bool operator!=(const self& s)
- {
- return _node != s._node;
- }
-
- bool operator==(const self& s)
- {
- return _node == s._node;
- }
-
- };
注意list是双向迭代器,可以++,--,不能+,-
这里对迭代器的实现就如我们开始所说的, 迭代器的实现就是使用节点的指针实现的,而我们不能直接对list创建出的节点进行++,--,所以要进行一层封装;然后再对节点指针初始化。
重载解引用时要注意返回的是引用,不然对自己解引用的时候,返回值如果是临时的,是改变不了内部的data的。
对于箭头的解引用,是为了支持这样的场景:
- struct AA
- {
- int _a1;
- int _a2;
-
- AA(int a1=0,int a2=0)
- :_a1(a1)
- ,_a2(a2)
- {}
- };
-
- void test_list2()
- {
- list<AA> lt;
- lt.push_back(AA(1,1));
- lt.push_back(AA(2, 2));
- lt.push_back(AA(3, 3));
-
- list<AA>::iterator it = lt.begin();
- while (it != lt.end())
- {
- //cout << (*it)._a1 << " "<<(*it)._a2<<endl;
- cout << it->_a1 << " " << it->_a2 << endl;//面对这样的类型,需要重载->,.也可以访问,但是有点别扭
-
- ++it;
- }
- cout << endl;
- }
迭代器遇到箭头,返回对象的地址也就是节点数据的地址,再解引用找到成员。或者说node中的data就是存放的是对象(也就是用来初始化的数据),然后重载的->拿到对象的地址,再->去访问里面的成员变量_a1。
对于前置后置++与--,前置就返回对象的引用,是传引用返回;后置需要进行拷贝给一个临时的对象,再对调用对象++--,返回的是tmp也就是没有改变的对象,是传值返回。注意区分前置后置,后置要加上参数int。
- namespace my_iterator
- {
- template<class Iterator,class Ref,class Ptr>
- struct ReverseIterator
- {
- typedef ReverseIterator<Iterator,Ref,Ptr> self;
- Iterator _cur;
-
- ReverseIterator(Iterator it)
- :_cur(it)
- {}
-
- Ref operator*()
- {
- Iterator tmp = _cur;//因为要--,而解引用是不能改值的,所以用tmp改并返回
- --tmp;
- return *tmp;
- }
-
- Ptr operator->()
- {
- return &operator*();//&this->operator*()
- }
-
- self operator++()
- {
- --_cur;//直接的++--就能直接改了,所以可以直接返回原对象,--(this->_cur)
- return *this;
- }
-
- self operator--()
- {
- ++_cur;
- return *this;
- }
-
- bool operator!=(const self& s)
- {
- return _cur != s._cur;
- }
- };
- }
第一个模版参数就是任意类型的迭代器区间,因为我们实现反向迭代器需要现有正向迭代器。
一样的不能直接++--,所以进行一层封装,此时_cur就指向传的迭代器的位置。
对解引用的重载一样是要返回引用,不然返回的是一个临时的变量对自己解引用就没用了,也只有返回的是引用才能修改。例如我们要传的是begin(),那反向迭代器就应该从哨兵位开始,所以要先对传过来的迭代器进行--。
箭头就是返回当前位置迭代器的地址,所以是直接复用上面的。
++--与正向的迭代器相反,而_cur的类型就是传过来的迭代器类型,++--会调用传过来迭代器类型的重载。
对于list的正向迭代器,使用节点的指针进行封装,供自己使用,这没问题。
但是用list的节点的指针封装反向迭代器,这样只有list自己能用(而实际库中的反向迭代器可以是用其它容器的正向迭代器初始化的),像vector的迭代器就是原生指针,就不能用了。
如果list反向迭代器是对正向迭代器的封装,这样其它容器的正向迭代器就可以用来初始化list的反向迭代器了。
- 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<iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;
-
-
- const_iterator begin() const//本身const迭代器是让迭代器指向的内容不能修改,但是这样用const修饰迭代器本身也不能修改了
- {
- return const_iterator(_head->_next);
-
- }
-
- const_iterator end() const
- {
- return const_iterator(_head);
- }
-
提供const版本,供const修饰的对象调用,防止权限的放大。
那为什么提供完const版本了,const版本已经可以供普通迭代器与const迭代器使用,还单独提出来这个版本?和因为const迭代器还需要迭代器也就是节点指针指向的内容不能修改。例如it是const类型迭代器的对象,*it就可以,++it也可以,但是(*it)++就不可以。
- void empty_Init()
- {
- _head = new node;
- _head->_next = _head;
- _head->_prev = _head;
- }
-
- list()
- {
- empty_Init();
-
- }
- template<class Iterator>
- list(Iterator first, Iterator end)
- {
-
- empty_Init();//别忘加上哨兵位,没有哨兵位识别不了end
- while (first != end)
- {
- push_back(*first);
- first++;//这里的++first会调用重载的,因为传过来的是一个迭代器
- }
- }
哨兵位是空的,不放数据,但是哨兵位是正向迭代器的end,要加上。
默认无参构造就只有哨兵位,提供的迭代器的构造也要有哨兵位。
first++不用担心,first是迭代器类型的,所以会调用迭代器的++。
- //传统的拷贝构造
- //list(const list<T>& lt)
- //{
- // empty_Init();
- // for (auto e : lt)
- // {
- // push_back(e);//this->push_back(e)
- // }
- //}
-
- void swap(list<T>& tmp)//要使用库中的swap,而库中的swap就不带const;况且交换的是头节点,const修饰的就不能修改指向
- {
- std::swap(_head, tmp._head);
- }
-
- //现代的拷贝构造
- list(const list<T>& lt)
- {
- empty_Init();
- list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());//为什么还要多一个变量,因为下面swap的参数没有const,而拷贝构造要加const
-
- swap(tmp);//this->swap(tmp)
- }
拷贝构造,直接使用库中的swap,交换头节点也就是哨兵位的指向就行,因为链表后面的关系都通过头节点找到,所以也就相当于都交换了。
注意库中swap的参数:
- list<T>& operator=(list<T> lt)//参数不能使用引用,使用引用再使用swap交换,原来赋值的值就被改了
- {
- swap(lt);
- return *this;
- }
一样是使用库中的swap,但是赋值的参数不能是引用,例如L1=L3,用引用再加上使用swap交换头节点的指向,L3就被改了,我们要求的是赋值是不能改变赋过来的对象的,内置类型也是(a=b)。
- 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;
-
- }
链接节点即可,注意插入的值可能是任意类型,所以要用模版参数并且带上const与引用,防止是内置类型的值是const,传过来权限放大。
插入pos位置,也就是在pos前和pos位置之间插入。
- iterator erase(iterator pos)
- {
- assert(pos != end());
- node* cur = pos._node;
- node* prev = cur->_prev;
- node* next = cur->_next;
-
- prev->_next = next;
- next->_prev = prev;
-
- delete pos._node;
-
- return iterator(next);
- }
注意删除完返回删除数据的下一个迭代器位置。
删除就是找前找后,删除节点,链接前后。
_node是new出来的,注意配套使用。
- void clear()
- {
- iterator it = begin();
- while (it != end())
- {
- it= erase(it);//删除后返回的是下一个数据的位置,所以循环就走起来了
- }
- }
-
- ~list()
- {
- clear();
- delete _head;
- _head = nullptr;
- }
注意迭代器的erase删除后返回的是删除数据的下一个迭代器位置,所以用it接收就不怕迭代器失效了,同时循环也走起来了。
- void push_back(const T& x)
- {
- /*node* tail = _head->_prev;
- node* newnode = new node(x);
- tail->_next = newnode;
- newnode->_prev = tail;
- _head->_prev = newnode;
- newnode->_next = _head;*/
-
- insert(end(), x);
-
- }
-
- void push_front(const T& x)
- {
- insert(begin(),x);
- }
-
- void pop_back()
- {
- erase(--end());
- }
-
- void pop_front()
- {
- erase(begin());
- }
直接复用即可。
封装的反向迭代器:
- #pragma once
-
-
-
- namespace my_iterator
- {
- template<class Iterator,class Ref,class Ptr>
- struct ReverseIterator
- {
- typedef ReverseIterator<Iterator,Ref,Ptr> self;
- Iterator _cur;
-
- ReverseIterator(Iterator it)
- :_cur(it)
- {}
-
- Ref operator*()
- {
- Iterator tmp = _cur;//因为要--,而解引用是不能改值的,所以用tmp改并返回
- --tmp;
- return *tmp;
- }
-
- Ptr operator->()
- {
- return &operator*();
- }
-
- self operator++()
- {
- --_cur;//直接的++--就能直接改了,所以可以直接返回原对象
- return *this;
- }
-
- self operator--()
- {
- ++_cur;
- return *this;
- }
-
- bool operator!=(const self& s)
- {
- return _cur != s._cur;
- }
- };
- }
- #pragma once
- #include "my_iterator.h"
-
- #include <iostream>
- #include <assert.h>
- #include <list>
-
- using namespace my_iterator;
- using namespace std;
-
- namespace my_list
- {
- template<class T>
- struct list_node
- {
- list_node<T>* _prev;
- list_node<T>* _next;
- T _data;
-
- list_node(const T& x= T())//这里不给缺省值可能会因为没有默认构造函数而编不过
- :_prev(nullptr)
- ,_next(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;//对迭代器也就是节点的指针进行封装,因为list迭代器是不能直接++的
- _list_iterator(node* n)
- :_node(n)
- {}
-
- Ref operator*()//返回的必须是引用,不然改变不了外面的对象的成员,要支持对自己解引用改变值就要用应用
- {
- return _node->_data;
- }
-
- Ptr operator->()
- {
- return &(_node->_data);//返回地址,再解引用直接访问数据
- }
-
- self& operator++()
- {
- _node = _node->_next;
- return *this;
- }
-
- self operator++(int)
- {
- self tmp(*this);//默认的拷贝构造可以,因为没有深拷贝
- _node = _node->_next;
- return tmp;
- }
-
- self& operator--()
- {
- _node = _node->_prev;
- return *this;
- }
-
- self operator--(int)
- {
- self tmp(*this);
- _node = _node->_prev;
- return tmp;
- }
-
- bool operator!=(const self& s)
- {
- return _node != s._node;
- }
-
- bool operator==(const self& 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;
-
- typedef ReverseIterator<iterator,T&,T*> reverse_iterator;
- typedef ReverseIterator<iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;
-
-
- void empty_Init()
- {
- _head = new node;
- _head->_next = _head;
- _head->_prev = _head;
- }
-
- list()
- {
- empty_Init();
-
- }
- template<class Iterator>
- list(Iterator first, Iterator end)
- {
-
- empty_Init();//别忘加上哨兵位,没有哨兵位识别不了end
- while (first != end)
- {
- push_back(*first);
- first++;//这里的++first会调用重载的,因为传过来的是一个迭代器
- }
- }
-
-
- //传统的拷贝构造
- //list(const list<T>& lt)
- //{
- // empty_Init();
- // for (auto e : lt)
- // {
- // push_back(e);//this->push_back
- // }
- //}
-
- void swap(list<T>& tmp)//要使用库中的swap,而库中的swap就不带const;况且交换的是头节点,const修饰的就不能修改指向
- {
- std::swap(_head, tmp._head);
- }
-
- //现代的拷贝构造
- list(const list<T>& lt)
- {
- empty_Init();
- list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());//为什么还要多一个变量,因为下面swap的参数没有const,而拷贝构造要加const
-
- swap(tmp);//this->swap(tmp)
- }
-
- list<T>& operator=(list<T> lt)//参数不能使用引用,使用引用再使用swap交换,原来赋值的值就被改了
- {
- swap(lt);
- return *this;
- }
-
- void clear()
- {
- iterator it = begin();
- while (it != end())
- {
- it= erase(it);//删除后返回的是下一个数据的位置,所以循环就走起来了
- }
- }
-
- ~list()
- {
- clear();
- delete _head;
- _head = nullptr;
- }
-
- iterator begin()
- {
- return iterator(_head->_next);
- }
-
- iterator end()
- {
- return iterator(_head);//哨兵位就是end
- }
-
- const_iterator begin() const//本身const迭代器是让迭代器指向的内容不能修改,但是这样用const修饰迭代器本身也不能修改了
- {
- return const_iterator(_head->_next);
-
- }
-
- const_iterator end() const
- {
- return const_iterator(_head);
- }
-
- reverse_iterator rbegin()
- {
- return reverse_iterator(end());
- }
-
- reverse_iterator rend()
- {
- return reverse_iterator(begin());
- }
-
- void push_back(const T& x)
- {
- /*node* tail = _head->_prev;
- node* newnode = new node(x);
- tail->_next = newnode;
- newnode->_prev = tail;
- _head->_prev = newnode;
- newnode->_next = _head;*/
-
- insert(end(), x);
-
- }
-
- void push_front(const T& x)
- {
- insert(begin(),x);
- }
-
- void pop_back()
- {
- erase(--end());
- }
-
- void pop_front()
- {
- erase(begin());
- }
-
- 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* cur = pos._node;
- node* prev = cur->_prev;
- node* next = cur->_next;
-
- prev->_next = next;
- next->_prev = prev;
-
- delete pos._node;
-
- return iterator(next);
- }
- private:
- node* _head;
-
- };
-
- void print_list(const list<int>& lt)
- {
-
- list<int>::const_iterator it = lt.begin();//不能直接这样写,传递过来的this指针也是const list<int>*,权限放大了,要提供const版本
- while (it != lt.end())
- {
- cout << *it << " ";
- ++it;
- }
- cout << endl;
-
- }
-
- void test_list1()
- {
- list<int> lt;
- lt.push_back(1);
- lt.push_back(2);
- lt.push_back(3);
- lt.push_back(4);
-
- list<int>::iterator it = lt.begin();//=调用默认的拷贝构造,是浅拷贝,但是可以,让it也指向begin的位置
- while (it != lt.end())
- {
- cout << *it << " ";
- ++it;
- }
- cout << endl;
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- print_list(lt);
- }
-
-
- struct AA
- {
- int _a1;
- int _a2;
-
- AA(int a1 = 0, int a2 = 0)
- :_a1(a1)
- , _a2(a2)
- {}
- };
-
- void test_list2()
- {
- list<AA> lt;
- lt.push_back(AA(1, 1));
- lt.push_back(AA(2, 2));
- lt.push_back(AA(3, 3));
-
- list<AA>::iterator it = lt.begin();
- while (it != lt.end())
- {
- //cout << (*it)._a1 << " "<<(*it)._a2<<endl;
- cout << it->_a1 << " " << it->_a2 << endl;//面对这样的类型,需要重载->,.也可以访问,但是有点别扭
-
- ++it;
- }
- cout << endl;
- }
-
- void test_list3()
- {
- list<int> lt;
- lt.push_back(1);
- lt.push_back(2);
- lt.push_back(3);
- lt.push_back(4);
-
- auto pos = lt.begin();
- ++pos;
- lt.insert(pos, 20);
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
-
- lt.push_back(100);
- lt.push_front(1000);
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- lt.pop_back();
- lt.pop_front();
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- }
- void test_list4()
- {
- list<int> lt;
- lt.push_back(1);
- lt.push_back(2);
- lt.push_back(3);
- lt.push_back(4);
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- lt.clear();
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- lt.push_back(1);
- lt.push_back(2);
- lt.push_back(3);
- lt.push_back(40);
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
-
- }
-
- void test_list5()
- {
- list<int> lt;
- lt.push_back(1);
- lt.push_back(2);
- lt.push_back(3);
- lt.push_back(4);
-
- for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- list<int> lt2(lt);
-
- for (auto e : lt2)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
-
- list<int> lt3;
- lt3.push_back(10);
- lt3.push_back(20);
- lt3.push_back(30);
-
- for (auto e : lt3)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
- lt2 = lt3;
- for (auto e : lt2)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
-
- }
-
-
- void test_list6()
- {
- list<int> lt;
- lt.push_back(1);
- lt.push_back(2);
- lt.push_back(3);
- lt.push_back(4);
-
- list<int>::iterator it = lt.begin();//=调用默认的拷贝构造,是浅拷贝,但是可以,让it也指向begin的位置
- while (it != lt.end())
- {
- (*it) *= 2;
- cout << *it << " ";
- ++it;
- }
- cout << endl;
-
- list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();
- while (rit != lt.rend())
- {
- cout << *rit << " ";
- ++rit;
- }
- cout << endl;
-
-
- /*for (auto e : lt)
- {
- cout << e << " ";
- }
- cout << endl;
- print_list(lt);*/
- }
-
-
- }
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