南京协会网站建设,零食网站模板下载,网站更新步骤,seoul是啥意思list类的模拟实现 一、基本框架1.1 节点类1.2 迭代器类1.3 list类 二、构造函数和析构函数2.1 构造函数2.2 析构函数 三、operator的重载和拷贝构造3.1 operator的重载3.2 拷贝构造 四、迭代器的实现4.1 迭代器类中的各种操作4.1 list类中的迭代器 五、list的增容和删除5.1 尾插… list类的模拟实现 一、基本框架1.1 节点类1.2 迭代器类1.3 list类 二、构造函数和析构函数2.1 构造函数2.2 析构函数 三、operator的重载和拷贝构造3.1 operator的重载3.2 拷贝构造 四、迭代器的实现4.1 迭代器类中的各种操作4.1 list类中的迭代器 五、list的增容和删除5.1 尾插尾删5.2 头插头删5.3 任意位置的插入和删除 六、完整代码6.1 list.h6.2 test.cpp 一、基本框架
list的底层和vector和string不同实现也有所差别特别是在迭代器的设计上本文讲介绍list的简单模拟实现。 list底层是一个带头双向循环链表在节点上变化不大。 list整体由三个类组成 1.节点类封装一个节点 2.迭代器类 3.list类
1.1 节点类
list节点类是一个模板类以适合于任何类型的ist对象封装了一个节点需要的基本成员 成员变量 前驱指针 _prev 后继指针 _next 数据存储_data
成员函数 只有一个构造函数用于初始化节点data数据和置空指针构造函数的x参数是缺省参数适应不同场景。 注意节点类不需要拷贝构造和析构函数对于节点的拷贝构造在list中只需要浅拷贝即可节点的释放也不在节点类中进行
templateclass T
struct list_node
{list_nodeT* _next;list_nodeT* _prev;T _data;
};1.2 迭代器类 迭代器类也是封装节点但是迭代器类不会构造节点只会利用现有节点构造一个迭代器在迭代器内部通过各种运算符重载对节点的状态做修改 其次会涉及返回节点指针或数据data的引用所以需要在构造对象时将list数据类型的指针和引用类型传给迭代器对象 迭代器在不访问data的情况下返回的都是迭代器将声明本迭代器类型self在函数操作完成时返回self迭代器即可
//1、迭代器要么就是原生指针
//2、迭代器要么就是自定义类型对原生指针的封装模拟指针的行为
templateclass T,class Ref,class Ptr
struct __list_iterator
{typedef list_nodeT node;typedef __list_iteratorT,Ref,Ptr self;node* _node;
};迭代器对象不会凭空创造节点只会利用现有的节点迭代器节点类型与list节点类型相同所以不需要拷贝构造和析构函数浅拷贝足以
1.3 list类
list类中包含一个头节点和迭代器以及各种操作函数
templateclass T
class list
{typedef list_nodeT node;
public:typedef __list_iteratorT,T,T* iterator;typedef __list_iteratorT,const T,const T*const_iterator;
private:node* _head;
};二、构造函数和析构函数
2.1 构造函数
节点类的构造 将节点进行初始化
templateclass T
struct list_node
{list_nodeT* _next;list_nodeT* _prev;T _data;list_node(const T xT()):_next(nullptr),_prev(nullptr),_data(x){}
};迭代器的构造 成员变量只有结点node对结点进行初始化
templateclass T,class Ref,class Ptr
struct __list_iterator
{typedef list_nodeT node;typedef __list_iteratorT,Ref,Ptr self;node* _node;__list_iterator(node* n):_node(n){}
};list类的构造 因为是带头的链表所以在实例化时必须事先申请一个头结点所以所有的构造函数都会在操作前申请一个头结点为了避免代码的冗余我们将头节点的创建封装为一个函数在构造函数初始化时调用创建头结点。 当我们需要构造空链表时直接调用empty_init();函数即可 迭代器区间构造也是调用push_back进行尾插
templateclass T
class list
{typedef list_nodeT node;public:typedef __list_iteratorT,T,T* iterator;typedef __list_iteratorT,const T,const T* const_iterator;void empty_init(){_head new node;_head-_next _head;_head-_prev _head;}list(){/*_head new node;_head-_next _head;_head-_prev _head;*/empty_init();}template class Iteratorlist(Iterator first, Iterator last){empty_init();while (first ! last){push_back(*first);first;}}private:node* _head;
};2.2 析构函数
析构函数需要释放所有结点以及头结点在释放前需要判断当前链表是否为空如果为空直接置空头节点
~list()
{clear();delete _head;_head nullptr;
} void clear()
{iterator it begin();while (it ! end()){//it erase(it);erase(it);}
}三、operator的重载和拷贝构造
3.1 operator的重载
对于赋值重载与拷贝构造相似但是赋值重载在传递参数时使用传值传参这样就自动帮我们构造了一个临时对象我们只需要swap一下临时对象的头节点即可将我们现在的链表交给临时对象销毁这样就完成了赋值。有时可能需要连等所以需要返回对象的引用。
//lt1lt3
listT operator(listT lt)
{swap(lt);return *this;
}3.2 拷贝构造
拷贝构造最好采用现代写法构造临时对象使用swap交换在此之前因为是构造函数所以需要创造头结点调用empty_init()函数再进行拷贝
//lt2(lt1) 拷贝构造传统写法
/*list(const listT lt)
{empty_init();for (auto e : lt){push_back(e);}
}*/void swap(listT tmp)
{std::swap(_head, tmp._head);
}//现代写法
list(const listT lt)
{empty_init();listT tmp(lt.begin(), lt.end());swap(tmp);
}四、迭代器的实现
4.1 迭代器类中的各种操作
const类型的对象只能使用const类型的迭代器那么const类型的迭代器如何实现呢、需要再重新封装吗像上面那样。可以但是没有必要因为那样代码的冗余度就会很高我们只需要给模板增加两个参数就可以了。即templateclass T,class Ref,class Ptr
//1、迭代器要么就是原生指针
//2、迭代器要么就是自定义类型对原生指针的封装模拟指针的行为
templateclass T,class Ref,class Ptr
struct __list_iterator
{typedef list_nodeT node;typedef __list_iteratorT,Ref,Ptr self;node* _node;__list_iterator(node* n):_node(n){}Ref operator*(){return _node-_data;}Ptr operator-() //it-_a1 it--_a1 本来应该是两个-但是为了增强可读性省略了一个-{return _node-_data;}self operator(){_node _node-_next;return *this;}self operator(int){self tmp(*this);_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;}
};4.1 list类中的迭代器 templateclass Tclass list{typedef list_nodeT node;public:typedef __list_iteratorT,T,T* iterator;typedef __list_iteratorT,const T,const T* const_iterator;//typedef __list_const_iteratorT const_iterator;iterator begin(){//iterator it(_head-_next);//return it;return iterator(_head-_next);}const_iterator begin() const{//iterator it(_head-_next);//return it;return const_iterator(_head-_next);}iterator end(){//iterator it(_head);//return it;return iterator(_head);}const_iterator end() const{//iterator it(_head);//return it;return const_iterator(_head);}五、list的增容和删除
5.1 尾插尾删
尾插结点需要修改_head和tail的连接关系链入新节点 1.根据参数创建一个新节点new_node 2.记录原尾结点tail 3.修改_head和tail之间的链接关系再其中链入new_node
直接复用insert即可
void push_back(const T xT())
{/*node* tail _head-_prev;node* new_node new node(x);tail-_next new_node;new_node-_prev tail;new_node-_next _head;_head-_prev new_node;*/insert(end(), x);
}直接复用erase即可
void pop_back()
{erase(--end());
}5.2 头插头删
直接复用insert即可
void push_front(const T x T())
{insert(begin(), x);
}直接复用erase即可
void pop_front()
{erase(begin());
}5.3 任意位置的插入和删除
任意位置插入是在pos迭代器位置前插入一个结点并返回这个结点的迭代器 1.检查pos迭代器中结点但是否正常 2.获取pos位置的当前结点pos._node获取pos位置的前驱结点cur-_prev 3.根据参数申请一个新节点new_node 4.将新节点new_node链入pos结点与pos前驱结点之间 5.链入成功后返回新插入结点的迭代器 iterator insert(iterator pos, const T x)
{assert(pos._node);node* cur pos._node;node* prev cur-_prev;node* new_node new node(x);prev-_next new_node;new_node-_prev prev;new_node-_next cur;cur-_prev new_node;return iterator(new_node);
}任意位置删除时删除pos迭代器位置的结点并返回删除结点的下一个结点的迭代器 1.检查链表是否为空且pos迭代器中结点是否正常 2.获取pos结点的前驱结点pos._node-_prev 3.获取pos结点的后继结点pos._node-_next 4.链接pos._node-_prev和pos._node-_next结点剥离pos结点 5.删除pos结点 6.返回pos._node-_next结点的迭代器(即pos的下一个结点的迭代器)
iterator erase(iterator pos)
{assert(pos ! end());node* prev pos._node-_prev;node* next pos._node-_next;prev-_next next;next-_prev prev;delete pos._node;return iterator(next);
}六、完整代码
6.1 list.h
#pragma once
#includeassert.hnamespace zl
{templateclass Tstruct list_node{list_nodeT* _next;list_nodeT* _prev;T _data;list_node(const T xT()):_next(nullptr),_prev(nullptr),_data(x){}};//1、迭代器要么就是原生指针//2、迭代器要么就是自定义类型对原生指针的封装模拟指针的行为templateclass T,class Ref,class Ptrstruct __list_iterator{typedef list_nodeT node;typedef __list_iteratorT,Ref,Ptr self;node* _node;__list_iterator(node* n):_node(n){}Ref operator*(){return _node-_data;}Ptr operator-() //it-_a1 it--_a1 本来应该是两个-但是为了增强可读性省略了一个-{return _node-_data;}self operator(){_node _node-_next;return *this;}self operator(int){self tmp(*this);_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;}};/*templateclass Tstruct __list_const_iterator{typedef list_nodeT node;typedef __list_const_iteratorT self;node* _node;__list_const_iterator(node* n):_node(n){}const T operator*(){return _node-_data;}self operator(){_node _node-_next;return *this;}self operator(int){self tmp(*this);_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;}};*/templateclass Tclass list{typedef list_nodeT node;public:typedef __list_iteratorT,T,T* iterator;typedef __list_iteratorT,const T,const T* const_iterator;//typedef __list_const_iteratorT const_iterator;iterator begin(){//iterator it(_head-_next);//return it;return iterator(_head-_next);}const_iterator begin() const{//iterator it(_head-_next);//return it;return const_iterator(_head-_next);}iterator end(){//iterator it(_head);//return it;return iterator(_head);}const_iterator end() const{//iterator it(_head);//return it;return const_iterator(_head);}void empty_init(){_head new node;_head-_next _head;_head-_prev _head;}list(){/*_head new node;_head-_next _head;_head-_prev _head;*/empty_init();}template class Iteratorlist(Iterator first, Iterator last){empty_init();while (first ! last){push_back(*first);first;}}//lt2(lt1) 拷贝构造传统写法/*list(const listT lt){empty_init();for (auto e : lt){push_back(e);}}*/void swap(listT tmp){std::swap(_head, tmp._head);}//现代写法list(const listT lt){empty_init();listT tmp(lt.begin(), lt.end());swap(tmp);}//lt1lt3listT operator(listT lt){swap(lt);return *this;}~list(){clear();delete _head;_head nullptr;}void clear(){iterator it begin();while (it ! end()){//it erase(it);erase(it);}}void push_back(const T xT()){/*node* tail _head-_prev;node* new_node new node(x);tail-_next new_node;new_node-_prev tail;new_node-_next _head;_head-_prev new_node;*/insert(end(), x);}void push_front(const T x T()){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* new_node new node(x);prev-_next new_node;new_node-_prev prev;new_node-_next cur;cur-_prev new_node;}iterator erase(iterator pos){assert(pos ! end());node* prev pos._node-_prev;node* next pos._node-_next;prev-_next next;next-_prev prev;delete pos._node;return iterator(next);}private:node* _head;};void print_list(const listint lt){listint::const_iterator it lt.begin();while (it ! lt.end()){//(*it) * 2;cout *it ;it;}cout endl;}void test_list1(){listint lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);listint::iterator it lt.begin();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 a10,int a20):_a1(a1),_a2(a2){}};void test_list2(){listAA lt;lt.push_back(AA(1, 1));lt.push_back(AA(2, 2));lt.push_back(AA(3, 3));//AA* ptrlistAA::iterator it lt.begin();while (it ! lt.end()){//cout (*it)._a1 (*it)._a2 endl;cout it-_a1 it-_a2 endl;//cout it.operator-()-_a1 : it.operator-()-_a1 endl;it;}cout endl;}void test_list3(){listint 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;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(){listint 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(10);lt.push_back(20);lt.push_back(30);lt.push_back(40);for (auto e : lt){cout e ;}cout endl;}void test_list5(){listint 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;listint lt2(lt);for (auto e : lt2){cout e ;}cout endl;listint lt3;lt3.push_back(10);lt3.push_back(20);lt3.push_back(30);lt3.push_back(40);lt3.push_back(50);for (auto e : lt3){cout e ;}cout endl;lt lt3;for (auto e : lt){cout e ;}cout endl;}
}6.2 test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#includeiostream
#includevector
#includelist
using namespace std;
#include list.hint main()
{//zl::test_list1();//zl::test_list2();//zl::test_list3();//zl::test_list4();zl::test_list5();//std::vectorint::iterator it;//cout typeid(it).name() endl;return 0;
}
