C++List容器常用函数接口刨析

目录

• 一、基本结构
• 二、list的迭代器的构造
• 三、迭代器的实现
• 四、insert,erase
• 五、push_back,push_front,pop_back,pop_front
• 六、构造函数与赋值重载
• 七、析构与清空

一、基本结构

由源代码可知，list容器是有一个带头双向循环链表实现，所以我们模拟实现也需要实现一个带头双向循环链表的数据结构。

template<class T>
	struct list_node
	{
		list_node<T>* _next;
		list_node<T>* _prev;
		T _data;
		list_node(const T& val = T())//用一个匿名对象来做缺省参数
			:_next(nullptr)
			, _prev(nullptr)
			, _data(val)
		{}
	};
template<class T>
	class list
	{
	public:
		typedef list_node<T> Node;
	private:
		Node* _head;
	};

二、list的迭代器的构造

list的迭代器与vector的迭代器不一样，list的迭代器是一个自定义类型的对象，成员变量包含一个指向节点的指针。

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* node)
			:_node(node)
		{}
		// 析构函数  -- 节点不属于迭代器，不需要迭代器释放
		// 拷贝构造和赋值重载 -- 默认生成的浅拷贝就可以
		// *it
		Ref operator*()
		{
			return _node->_data;
		}
		Ptr operator->()
		{
			//return &(operator*());
			return &_node->_data;
		}
		self& operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}
		self operator++(int)
		{
			self tmp(*this);//拷贝构造
			_node = _node->_next;
			return tmp;//因为tmp出了作用域就不在了，所以不可以引用返回
		}
		self& operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}
		self operator--(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_prev;
			return tmp;
		}

️️️即用一个自定义类型封装，通过运算符的重载使迭代器实现像指针一样的操作行为。

三、迭代器的实现

	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;
		//仅仅是为了改名，如果不是为了改名，不用写。
		__list_iterator<T, const T&, const T*> begin() const
		{
			// list_node<int>*
			return __list_iterator<T, const T&, const T*>(_head->_next);
			//构造一个匿名对象
		}
		const_iterator end() const
		{
			return const_iterator(_head);
		}
		iterator begin()
		{
			return iterator(_head->_next);//构造一个匿名对象来返回
			//return _head->_next;//也可以，因为单参数构造函数支持隐式类型转换。
			//iterator it = _head->_next   隐式调用
		}
		iterator end()
		{
			return iterator(_head);
		}
	}

四、insert,erase

		// 插入在pos位置之前
		iterator insert(iterator pos, const T& x)//pos是一个迭代器对象
		{
			Node* newNode = new Node(x);
			Node* cur = pos._node;
			Node* prev = cur->_prev;
			// prev  newnode  cur
			prev->_next = newNode;
			newNode->_prev = prev;
			newNode->_next = cur;
			cur->_prev = newNode;
			return iterator(newNode);
		}
		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos != end());
			Node* cur = pos._node;
			Node* prev = cur->_prev;
			Node* next = cur->_next;
			// prev  next
			prev->_next = next;
			next->_prev = prev;
			delete cur;
			return iterator(next);
		}

五、push_back,push_front,pop_back,pop_front

void push_back(const T& x)
		{
			//Node* tail = _head->_prev;
			//Node* newnode = new Node(x);
			 _head    tail  newnode
			//tail->_next = newnode;
			//newnode->_prev = tail;
			//newnode->_next = _head;
			//_head->_prev = newnode;
			insert(end(), x);
		}
		void push_front(const T& x)
		{
			insert(begin(), x);
		}
		void pop_back()
		{
			erase(--end());
			//这里不可以用end()-1吧，因为尾部迭代器在尾删后是需要变得
		}
		void pop_front()
		{
			erase(begin());
		}

️这里均复用了insert和erase函数。

六、构造函数与赋值重载

		list()//带头双向循环链表，初始化要先把头弄出来
		{
			_head = new Node();
			//自定义类型去调用对应类的构造函数,带不带这个括号都可
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}
		// lt2(lt1)————传统写法
		/*list(const list<T>& lt)
		{
		_head = new Node();
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;
		for (auto e : lt)
		{
		push_back(e);//push_back中复用insert，insert中完成深拷贝
		}
		}*/
		void empty_init()
		{
			_head = new Node();
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}
		//如果我们写现代写法，那么必须提供相应的带参构造
		template <class InputIterator>
		list(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			empty_init();
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);//push_back中调用insert时会完成相应深拷贝
				++first;
			}
		}
		void swap(list<T>& lt)
		{
			std::swap(_head, lt._head);//交换头节点
		}
		// lt2(lt1) -- 现代写法
		list(const list<T>& lt)
		{
			empty_init();//总不能把一个野指针换给别人呀！
			list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());
			swap(tmp);
		}
		// lt2 = lt1
		list<T>& operator=(list<T> lt)
		//list<T> lt = lt1，传值传参这一步就调用了拷贝构造完成深拷贝
		{
			swap(lt);
			return *this;
		}

️️️注意现代写法的方法

七、析构与清空

		~list()
		{
			clear();
			delete _head;
			_head = nullptr;
		}
		void clear()
		{
			iterator it = begin();
			while (it != end())
			{
				it = erase(it);//用返回值更新，防止迭代器失效
			}
		}

到此这篇关于C++List容器常用函数接口刨析的文章就介绍到这了,更多相关C++List容器 内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！