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【C++】list(下)

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s-little-monster
发布2024-09-11 08:41:07
930
发布2024-09-11 08:41:07
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文章被收录于专栏:乐意学点小编程

四、模拟实现

1、list.h

代码语言:javascript
复制
#pragma once

#include <iostream>

namespace little_monster
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	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* n)
			:_node(n)
		{}

		self& operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		self& operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}

		self& operator++(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_next;
			return tmp;
		}

		self& operator--(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_prev;
			return tmp;
		}

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

		Ptr operator->()
		{
			return &_node->_data;
		}

		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;
		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);
		}

		void Init_empty()
		{
			_head = new Node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;

			_size = 0;
		}

		list()
		{
			Init_empty();
		}

		list(const list<T>& lt)
		{
			Init_empty();
			for (auto e : lt)
			{
				push_back(e);
			}
		}

		void swap(list<T>& lt)
		{
			std::swap(_head, lt._head);
			std::swap(_size, lt._size);
		}

		list<int>& operator=(list<int> lt)
		{
			swap(lt);
			return *this;
		}

		~list()
		{
			clear();
			delete _head;
			_head = nullptr;
			_size = 0;
		}

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

		void push_back(const T& x)
		{
			insert(end(), x);
		}

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

		void push_front(const T& x)
		{
			insert(begin(), x);
		}

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

		iterator insert(iterator pos, const T& x)
		{
			Node* cur = pos._node;
			Node* newnode = new Node(x);

			Node* prev = cur->_prev;

			prev->_next = newnode;
			newnode->_prev = prev;

			newnode->_next = cur;
			cur->_prev = newnode;

			++_size;

			return iterator(newnode);
		}

		iterator erase(iterator pos)
		{
			Node* cur = pos._node;
			Node* prev = cur->_prev;
			Node* next = cur->_next;

			delete cur;
			prev->_next = next;
			next->_prev = prev;

			--_size;

			return iterator(next);
		}

		size_t size()
		{
			return _size;
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};
}
(1)关于整个list的搭建
①节点

节点是一个struct封装的类,由数据、指向前一个位置的指针、指向后一个位置的指针、构造函数共同构成,创建的是一个独立的节点,初始化指针都为空

②迭代器

迭代器是一个struct封装的类,由构造函数、自增自减、解引用、判断相等接口构成,其中Ptr接受指针,Ref接受引用

其中operator* 和operator->之前没有见过,operator* 很简单,返回的是该节点的值data,也就是解引用的作用,然后operator->为了增加代码的可读性,其实是省略了一个->,当A->_data时,其实是A.operator->()->_data,然后这里的A.operator->()返回的是A的指针,然后通过间接访问符->访问_data

其中,有关于迭代器的类型

在list中,迭代器的三个模版参数分别为T、T&、T*,也就是说这个迭代器有该类型,该类型的引用和该类型的指针三个模版参数,这里就是将有关于迭代器的功能全部封装在里边,因为在以前的学习中,包括string和vector,它们的迭代器都是原生态指针,这里对于迭代器的要求更加复杂,因为对于string和vector来说,它们的存储空间是连续的,而list是不连续的

③接口

接口就是常规的接口,包括构造、拷贝构造、析构、增删查改函数,增删查改的接口直接复用的insert和erase,对于构造函数和拷贝构造函数我们封装了一个Init_empty函数,用来生成头结点

(2)自定义类型实例化
代码语言:javascript
复制
struct AA
{
	AA(int a1 = 0, int a2 = 0)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
	{}

	int _a1;
	int _a2;
};

void test3()
{
	list<AA> lt;
	lt.push_back(AA(1, 1));
	lt.push_back(AA(2, 2));
	lt.push_back(AA(3, 3));

	auto it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		std::cout << (*it)._a1<<" "<<(*it)._a2 << std::endl;
		std::cout << it->_a1 << " " << it->_a2 << std::endl;
		std::cout << it.operator->()->_a1 << " " << it.operator->()->_a1 << std::endl;

		++it;
	}
	std::cout << std::endl;

}

如果是自定义类型的话,访问其中的元素就需要访问操作符来进行访问,这里有三种方式进行访问,都是通过被封装的迭代器进行的

2、test.cpp

(1)test1

测试尾插构造以及拷贝构造

代码语言:javascript
复制
void test1()
{
	list<int> lt1;
	lt1.push_back(1);
	lt1.push_back(2);
	lt1.push_back(3);
	lt1.push_back(4);
	lt1.push_back(5);

	list<int> lt2(lt1);

	for (auto e : lt1)
	{
		std::cout << e << " ";
	}
	std::cout << std::endl;

	for (auto e : lt2)
	{
		std::cout << e << " ";
	}
	std::cout << std::endl;
}
(2)test2
代码语言:javascript
复制
void test2()
{
	list<int> lt1;
	lt1.push_back(1);
	lt1.push_back(2);
	lt1.push_back(3);
	lt1.push_back(4);
	lt1.push_back(5);

	lt1.insert(++lt1.begin(), 6);
	lt1.insert(--lt1.end(), 7);

	for (auto e : lt1)
	{
		std::cout << e << " ";
	}
	std::cout << std::endl;

	lt1.erase(++lt1.begin());
	lt1.erase(--lt1.end());

	for (auto e : lt1)
	{
		std::cout << e << " ";
	}
	std::cout << std::endl;
}

这里解释一下,insert是插入指定位置前面一个元素,也就是说6插入到了2前面,7插入到了5前面 erase是删除指定位置的元素,也就是第二个元素以及头结点前一个元素分别是6和5

五、额外小知识

有关于内置类型也会调用构造函数这件事

代码语言:javascript
复制
void test4()
{
	int* p = new int;
	*p = 1;
    //int* p = new int(1);
    //上面和这句结果是相同的,过程不同,一个是在构造后进行赋值,一个是初始化列表赋初值 

	AA* ptr = new AA;
	ptr->_a1 = 1;
}

前面的文章提到过这件事,因为它套用了模版,模版当然也要兼容内置类型,所以内置类型在构造时可以使用类似自定义类型构造的形式,这样也会类似于调用模版函数

今日分享到这里~

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原始发表:2024-09-09,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 四、模拟实现
    • 1、list.h
      • (1)关于整个list的搭建
      • (2)自定义类型实例化
    • 2、test.cpp
      • (1)test1
      • (2)test2
  • 五、额外小知识
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