模拟实现list

目录

一、初始准备

二、迭代器

三、构造函数与析构函数

四、插入与删除数据

五、全部代码

一、初始准备

为了防止与库里的命名发生冲突，所以首先得定义一个命名空间

list是通过一个个节点连接而成的，所以得先定义一个自定义变量，采用模板的方式

这里实现的是带头双向循环链表，所以有前后指针成员，以及数据成员，共三个成员

 同时定义构造函数，将其初始化

定义一个list类，同样采用模板，同时将其将要使用的正反迭代器，节点名称用typedef定义一个新名称，将其简化

成员就一个头节点指针

二、迭代器

正向迭代器

迭代器实现，同样采用了模板，但采用了三个模板参数，便于const版本和普通版本的实现，减少代码量，不至于代码冗余

由于list是一个个节点连接而成，空间不连续，无法像vector一样，所以需要通过运算符重载来实现与vector一样的遍历方式，如++、--等等

成员也只有一个节点指针

重载解引用(*)运算符,返回的是节点存储的数据

重载解引用(->)运算符,返回的是节点存储的数据的地址，由于存储的数据是自定义类型时，会有两个->->，为了增加可读性，编译器优化掉了一个箭头

重载前置++，前置--，只需让节点指针指向下一个或上一个节点即可

重载后置++，后置--，需要先拷贝一个迭代器对象(浅拷贝)，再让原对象的节点指针指向下一个或上一个节点，然后返回拷贝的对象即可

重载== 、！=运算符，判断节点指针是否相等即可

头节点和尾节点

反向迭代器 

这里头尾节点采用与正向迭代器相对称的方式(也可以不这样做)

由于正向迭代器已经实现，复用其中的一些功能即可

只是正向迭代器的++，变成了--，--变成了++，相反而已

三、构造函数与析构函数

默认构造函数，先给头节点开辟一块空间，再将其成员指针都指向头节点即可

 其它构造函数

先将其初始化，即创立头节点 

再往后尾插数据即可

拷贝构造(深拷贝)

这里需要实现一个迭代器(构造函数)来插入数据，实现一个链表

先将其初始化，即创立头节点 

再创建一个临时对象，调用它的构造函数(迭代器)

然后将头节点指针交换即可

赋值运算符重载，这里采用的是值传递，也是为了实现一次拷贝构造，再交换头节点指针

清空链表(头节点除外)，调用随机位置节点的删除函数

调用清空数据的函数，然后将头节点空间释放，再置空

四、插入与删除数据

尾插

随机位置节点的插入

随机位置节点的删除

头节点不能删，所以需断言一下

 五、全部代码

//List.h
#include
#include
using namespace std;

#include"reverse_iterator.h"
namespace Henry
{
	template
	struct ListNode
	{
		ListNode* _prev;
		ListNode* _next;
		T _data;

		ListNode(const T& data = T()):_prev(nullptr),_next(nullptr),_data(data)
		{}
	};

	template
	struct __list_iterator
	{
		typedef __list_iterator self;
		typedef struct ListNode Node;
		Node* _node;
		
		__list_iterator(Node* x):_node(x)
		{}

		Ref operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		Ptr 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& it) const
		{
			return _node != it._node;
		}

		bool operator==(const self& it) const
		{
			return _node != it._node;
		}
	};

	template
	class list
	{
	public:
		typedef struct ListNode Node;
		typedef __list_iterator iterator;
		typedef __list_iterator const_iterator;
		typedef __list_reverse_iterator reverse_iterator;
		typedef __list_reverse_iterator const_reverse_iterator;

		list()
		{
			_head = new Node();
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}

		reverse_iterator rbegin()
		{
			return reverse_iterator(end());
		}

		reverse_iterator rend()
		{
			return reverse_iterator(begin());
		}

		iterator begin()
		{
			return iterator(_head->_next);
		}

		iterator end()
		{
			return iterator(_head);
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return const_iterator(_head->_next);
		}

		const_iterator end() const
		{
			return const_iterator(_head);
		}

		template
		list(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			_head = new Node();
			_head->_prev = _head;
			_head->_next = _head;
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}

		list(size_t n , const T& val = T())
		{
			_head = new Node();
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
			for (size_t i = 0; i < n; i++)
			{
				push_back(val);
			}
		}

		list(int n, const T& val = T())
		{
			_head = new Node();
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
			for (int i = 0; i < n; i++)
			{
				push_back(val);
			}
		}

		list(const list& lt)
		{
			_head = new Node();
			_head->_prev = _head;
			_head->_next = _head;

			list tmp(lt.begin(), lt.end());
			std::swap(_head, tmp._head);
		}

		list& operator=(list lt)
		{
			std::swap(lt._head, _head);
			return *this;
		}

		void push_back(const T& val)
		{
			Node* newnode = new Node(val);
			Node* tail = _head->_prev;

			newnode->_next = _head;
			newnode->_prev = tail;
			_head->_prev = newnode;
			tail->_next = newnode;
		}

		void pop_back()
		{
			
			erase(--end());
		}

		iterator insert(iterator pos, const T& val)
		{
			
			Node* posprev = pos._node->_prev;
			Node* newnode = new Node(val);

			posprev->_next = newnode;
			pos._node->_prev = newnode;
			newnode->_prev = posprev;
			newnode->_next = pos._node;

			return iterator(newnode);
		}

		void clear()
		{
			iterator it = begin();
			while (it != end())
			{
				erase(it++);
			}
		}

		~list()
		{
			clear();
			delete _head;
			_head = nullptr;
		}

		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos != end());
			Node* posprev = pos._node->_prev;
			Node* posnext = pos._node->_next;
			delete pos._node;
			posprev->_next = posnext;
			posnext->_prev = posprev;

			return iterator(posnext);
		}

		void pop_front()
		{
			erase(begin());
		}

		void push_front(const T& x)
		{
			insert(begin(),x);
		}
	private:
		Node* _head;
	};

	void print_list(const list& lt)
	{
		list::const_iterator it = lt.begin();
		list::const_iterator tail = lt.end();
		while (it != tail)
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
	}

	void test_list1()
	{
		list lt1;
		lt1.push_back(1);
		lt1.push_back(2);
		lt1.push_back(3);
		lt1.push_back(4);
		lt1.push_back(5);
		lt1.pop_back();
		lt1.pop_back();
		lt1.pop_back();


		print_list(lt1);
	}

	void test_list2()
	{
		list lt1;
		lt1.push_back(1);
		lt1.push_back(2);
		lt1.push_back(3);

		list lt2(lt1);
	}

	void  test_list3()
	{
		list lt1;
		//lt1.push_back(1);
		//lt1.push_back(2);
		lt1.insert(lt1.begin(), 1);
		lt1.insert(lt1.begin(), 2);
		lt1.insert(lt1.begin(), 3);
		lt1.insert(lt1.begin(), 4);
		lt1.erase(lt1.begin());
		lt1.erase(lt1.begin());

		print_list(lt1);
	}
}

//reverse_iterator
namespace Henry
{
	template
	class __list_reverse_iterator
	{
	public:
		typedef __list_reverse_iterator self;
		

		__list_reverse_iterator(iterator x):_it(x)
		{}

		Ref operator*()
		{
			iterator prev = _it;
			return *--prev;
		}

		Ptr operator->()
		{
			return &operator*();
		}

		self& operator++()
		{
			--_it;
			return *this;
		}
		
		self& operator--()
		{
			++_it;
			return *this;
		}


		bool operator!=(const iterator& rit) const
		{
			return rit._it != _it;
		}

	private:
		iterator _it;
	};
}