C++：STL——List的模拟实现
文章目录
- 1. List的介绍和使用
- 2. List的模拟实现
- 3. List实现的不成文规定
1. List的介绍和使用
- list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。
- list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
- list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
- 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
- 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间,以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)
更为详细的可以查看list文档介绍。
list其他一些比较常用的接口
assign：将新内容分配到 list 中，替换其当前内容，并相应地修改其大小。（相当于是复制）merge：将x合并到列表中，将其所有的元素在各自的有序位置转移到list中（两个list都应该是有序的，并且该操作相当于剪切）。unique：从list中每一组连续的相等元素中删除除第一个元素以外的所有元素。注意，只有当一个元素与紧随其后的元素比较相等时，才会从list中移除。因此，这个函数对排序的列表特别有用。sort：对list中的元素进行排序，改变它们在list中的位置。reverse：反转list中元素的顺序。remove：从list中移除所有等于val的元素。这将调用这些对象的析构器，并通过移除的元素数量减少容器的大小。resize：调整list的大小，使其包含n个元素。如果n小于当前list的大小，内容就被缩减到最初的n个元素，删除那些超出的元素（并销毁它们）。如果n大于当前list的大小，内容将被扩展，在最后插入尽可能多的元素以达到n的大小。
2. List的模拟实现
代码如下：
#include " << endl;
}
List(_Size _n,const _Ty& _V = _Ty() ):Head(_BuyListNode()),_size(0)
{
insert(begin(),_n,_V);
}
List(const _Ty* _f,const _Ty* _l):Head(_BuyListNode()),_size(0)
{
insert(begin(),_f,_l);
}
~List()
{
clear();
_FreeNode(Head);
Head=0,_size=0;
}
public:
_Size size() const
{
return _size;
}
bool empty()const
{
return _size==0;
}
_Ty& front()
{
return *begin();
}
const _Ty& front() const
{
return *begin();
}
_Ty& back()
{
return *(--end());
}
void push_back(const _Ty& _val)
{
insert(end(),_val);
}
void push_front(const _Ty& _val)
{
insert(begin(),_val);
}
/*
void push_back(_Ty val)
{
_Nodeptr _tmp = _BuyListNode(Head,Head->_Prev);
_ACC::_Value(_tmp) = val;
_ACC::_Prev(_ACC::_Next(_tmp)) = _tmp;
_ACC::_Next(_ACC::_Prev(_tmp)) = _tmp;
size++;
cout << "push_back access" << endl;
}
*/
iterator begin()const
{
return iterator(_ACC::_Next(Head));
}
iterator end() const
{
return iterator(Head);
}
iterator insert(iterator _it,_Ty val= _Ty())
{
_Nodeptr _S = _it._MyNode();
_ACC::_Prev(_S) = _BuyListNode(_S,_ACC::_Prev(_S));
_S = _ACC::_Prev(_S);
_ACC::_Value(_S) = val;
_ACC::_Next(_ACC::_Prev(_S)) = _S;
++_size;
cout << "iterator insert success!" << endl;
return iterator(_S);
}
iterator erase(iterator _it)
{
_Nodeptr _S = (_it++)._MyNode();
_ACC::_Next(_ACC::_Prev(_S)) = _ACC::_Next(_S);
_ACC::_Prev(_ACC::_Next(_S)) = _ACC::_Prev(_S);
--_size;
_FreeNode(_S);
return _it;
}
void insert(iterator _it,_Size _M,const _Ty& _x)
{
for(;0 < _M; --_M)
insert(_it,_x);
}
void insert(iterator _it,const _Ty* _f,const _Ty* _l)
{
while(_f!=_l)
{
insert(_it,*_f++);
}
}
iterator erase(iterator _itbegin, iterator _itend)
{
while(_itbegin != _itend)
{
erase(_itbegin++);
}
return _itbegin;
}
void clear()
{
erase(begin(),end());
}
private:
_Nodeptr Head;
_Size _size;
};
}
void test1()
{
myTest::List<int> mylist;
mylist.push_back(1);
mylist.push_back(2);
}
void test2()
{
myTest::List<int> mylist;
mylist.push_back(1);
mylist.push_back(2);
myTest::List<int>::iterator it1 = mylist.begin();
myTest::List<int>::iterator it2 = mylist.end();
while(it1 != it2)
{
cout << *it1 << "->";
++it1;
}
cout << "over print to iterator!" << endl;
}
void test3()
{
int ar[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
myTest::List<int> mylist(ar, ar+10);
//mylist.erase(mylist.begin(), mylist.end()); //[ )
// mylist.clear();
myTest::List<int>::iterator it = mylist.begin();
myTest::List<int>::iterator it1 = mylist.end();
while(it != it1)
{
cout<<*it<<"-->";
++it; //it++
}
cout<<"Over."<<endl;
}
int main()
{
//test1();
//test2();
test3();
return 0;
}
3. List实现的不成文规定
- 若定义的成员变量，只供自己内部使用，则需要加上下划线，例如:
_Nodeptr Head;。 - 双向循环链表的最后一个节点是头节点。
- 插入时，是在迭代器的前面进行插入。
- end迭代器永远指向最后一个元素的下一个位置。