C++ STL-list
目录
C++ STL-list
●1.list的构造
●2.list iterator的使用
●3.list的容量
●4.list元素的访问
●5.list的修改
●6.list迭代器的失效
●7.list的模拟实现
1.list的构造
| 构造函数 | 接口说明 |
|---|---|
| list (size_type n, const value_type& val = value_type()) | 构造的list中包含n个值为val的元素 |
| list() | 构造空的list |
| list (const list& x) | 拷贝构造函数 |
| list (InputIterator first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造list |
示例：
template<class T>
void print_list(const list<T> &l)
{
auto p = l.begin();
while (p != l.end())
{
cout << *p;
p++;
}
cout << endl;
}
void test1()
{
list<int> l;
print_list(l);//
list<int> l1(10, 1);
print_list(l1);//1111111111
list<int> l2(l1);
print_list(l2);//1111111111
list<int>::iterator startp = l1.begin();
list<int>::iterator endp = l1.end();
list<int> l3(startp, endp);
print_list(l3);//1111111111
}
2.list iterator的使用
| 函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
| begin +end | 返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器 |
| rbegin +rend | 返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回最后一个元素下一个位置reverse_iterator,即begin位置 |
示例：
void test2()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
l.push_back(5);
list<int>::iterator p;
p = l.begin();
cout << *p << endl; //1
p = l.end();
p--;
cout << *p << endl; //5
list<int>::reverse_iterator q;
q = l.rend();
q--;
cout << *q << endl; //1
q = l.rbegin();
cout << *q << endl; //5
}
3.list的容量
| 函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
| empty | 检测list是否为空，是返回true，否则返回false |
| size | 返回list中有效节点的个数 |
示例：
void test3()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
l.push_back(5);
cout << l.empty() << endl;//0
cout << l.size() << endl;//5
}
4.list元素的访问
| 函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
| front | 返回list的第一个节点中值的引用 |
| back | 返回list的最后一个节点中值的引用 |
示例：
void test4()
{
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
l.push_back(4);
l.push_back(5);
cout << l.front() << endl; //1
cout << l.back() << endl; //5
}
5.list的修改
| 函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
| push_front | 在list首元素前插入值为val的元素 |
| pop_front | 删除list中第一个元素 |
| push_back | 在list尾部插入值为val的元素 |
| pop_back | 删除list中最后一个元素 |
| insert | 在list position 位置中插入值为val的元素 |
| erase | 删除list position位置的元素 |
| swap | 交换两个list中的元素 |
| clear | 清空list中的有效元素 |
示例：
void test5()
{
list<int> l;
l.push_front(1);
l.push_front(2);
l.push_front(3);
print_list(l); //321
l.pop_front();
l.pop_front();
l.pop_front();
print_list(l); //
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
print_list(l); //123
l.pop_back();
l.pop_back();
l.pop_back();
print_list(l); //
l.push_back(1);
l.push_back(2);
l.push_back(3);
list<int>::iterator p = l.begin();
p++;
l.insert(p,0);
print_list(l);//1023
p++;
l.insert(p, 0);
print_list(l);//10203
list<int>::iterator q = l.begin();
q++;
l.erase(q);
print_list(l);//1203
q = l.end();
q--;
q--;
l.erase(q);
print_list(l);//123
list<int> l1;
l.swap(l1);
print_list(l);//
print_list(l1);//123
l1.clear();
print_list(l1);//
}
6.list迭代器的失效
迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。
示例：
void TestListIterator1()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
// erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时，必须先给
其赋值
l.erase(it);
++it;
}
}
// 改正
void TestListIterator()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
l.erase(it++); // it = l.erase(it);
}
}
7.list的模拟实现
示例：list.hpp（源头不分离）
#include"reverse_iterator.h"
namespace myList
{
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)
{}
};
/*根据底层代码，进行代码优化*/
template<class T,class Ref,class Ptr>
struct __list_iterator {
typedef list_node<T> node;
typedef __list_iterator<T,Ref,Ptr> self;
typedef Ref reference;
typedef Ptr pointer;
node* _node;
__list_iterator(node *__node)
:_node(__node)
{}
reference operator*()
{
return _node->_data;
}
/*比较特殊*/
pointer operator->()
{
return &_node->_data;
}
/*后置*/
self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
/*前置*/
self operator++(int)
{
self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
self operator+=(int num)
{
self tmp(*this);
while (num--)
{
_node = _node->_next;
}
return tmp;
}
/*后置*/
self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
/*前置*/
self operator--(int)
{
self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
self operator-=(int num)
{
self tmp(*this);
while (num--)
{
_node = _node->_prev;
}
return tmp;
}
bool operator!=(const self& l)
{
return _node != l._node;
}
bool operator==(const self& l)
{
return _node == l._node;
}
};
template<class T>
class list
{
public:
typedef list_node<T> node;
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<const_iterator, const T&, const T*>const_reverse_iterator;
public:
void empty_init()
{
_head = new node;
_head->_prev = _head;
_head->_next = _head;
_size=0;
}
/*构造函数初始化头结点*/
list()
{
empty_init();
}
list(list<T>& l)
{
empty_init();
for (list<T>::iterator p = l.begin(); p != l.end(); p++)
{
push_back(*p);
}
}
/*l_new(l_old)*/
list(const list<T>& l)
{
empty_init();
for (auto e : l)
{
push_back(e);
}
}
void swap(list<T> l)
{
std::swap(_head, l._head);
std::swap(_size, l._size);
}
list<T>& operator=(list<T>& l)
{
swap(l);
return *this;
}
/*析构函数销毁头结点*/
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}
public:
reverse_iterator rbegin()
{
return reverse_iterator(--end());
}
reverse_iterator rend()
{
return reverse_iterator(end());
}
const_reverse_iterator rbegin() const
{
return reverse_iterator(--end());
}
const_reverse_iterator rend() const
{
return reverse_iterator(end());
}
public:
/*指向空间内容可修改，可读*/
iterator begin()
{
return _head->_next;
}
iterator end()
{
return _head;
}
/*指向空间内容不可修改，可读*/
const_iterator begin() const
{
return _head->_next;
}
const_iterator end() const
{
return _head;
}
public:
size_t size()
{
return _size;
}
void clear()
{
iterator p = begin();
while (p!=end())
{
p=erase(p);
}
}
void push_back(const T& x)
{
node* newnode = new node(x);
node* _tail = _head->_prev;
_tail->_next = newnode;
newnode->_prev = _tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;
_size++;
}
/*复用*/
//void push_back(const T& x=T())
//{
// insert(end()--);
//}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin());
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void insert(iterator pos,const T& x)
{
node* newnode = new node(x);
node* cur = pos._node;
node* prev = cur->_prev;
newnode->_prev = prev;
prev->_next = newnode;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
_size++;
}
iterator erase(iterator pos)
{
node* cur = pos._node;
node* prev_node = cur->_prev;
node* next_node = cur->_next;
delete cur;
prev_node->_next = next_node;
next_node->_prev = prev_node;
_size--;
/*防止指针失效*/
return iterator(next_node);
}
private:
node* _head;
size_t _size;
};
}
示例代码：reverse_iterator.hpp（源头不分离）
#pragma once
template<class Iterator,class Ref,class Ptr>
class reverseiterator {
public:
typedef reverseiterator<Iterator,Ref,Ptr> self;
reverseiterator(Iterator it)
:_it(it)
{}
self& operator++()
{
--_it;
return *this;
}
self& operator++(int)
{
_it--;
return *this;
}
self& operator--()
{
++_it;
return *this;
}
self& operator--(int)
{
_it++;
return *this;
}
Ref operator*()
{
return *_it;
}
Ptr operator->()
{
return _it.operator->();
}
bool operator!=(const self& l)
{
return _it != l._it;
}
private:
Iterator _it;
};
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🚀 文章作者：张同学的IT技术日记
分类专栏：C++系列
