C++入门篇9---list
list是带头双向循环链表
一、list的相关接口及其功能
1. 构造函数
| 函数声明 | 功能说明 |
| 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 |
| list(InputIterator first, InputIterator last) | 用[fiirst，last)区间的元素构造list |
void test1()
{
list v;
list v1(5,2);
list v2(v1);
list v3(v1.begin(),v1.end());
for (auto x : v)
cout << x << " ";
cout << endl;
for (auto x : v1)
cout << x << " ";
cout << endl;
for (auto x : v2)
cout << x << " ";
cout << endl;
for (auto x : v3)
cout << x << " ";
cout << endl;
} 
2.list的迭代器
| 函数名称 | 功能名称 |
| begin()+end() | 获取第一个数据位置的iterator/const_iterator，获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator |
| rbegin()+rend() | 获取第一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator，获取最后一个数据的下一位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator |
void test2()
{
list v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
list::iterator it = v.begin();
//注意如果写类型名，那么一定要写正确，如加不加reverse、const一定要写对
//如果不想写这么长的类型，可以写auto自动类型推导
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
list::reverse_iterator it1 = v.rbegin();
while (it1 != v.rend())
{
cout << *it1 << " ";
it1++;
}
cout << endl;
} 
3.list的capacity
| 函数声明 | 功能介绍 |
| empty() | 检测list是否为空 |
| size() | 返回list中有效结点的个数 |
4.获取首尾元素
| 函数声明 | 功能介绍 |
| front | 返回list的第一个节点中值的引用 |
| back | 返回list的最后一个结点中值的引用 |
5.list的修改
| 函数名称 | 功能介绍 |
| push_front | 在list首元素前插入值为val的值 |
| pop_front | 删除list中第一个元素 |
| push_back | 在list尾部插入值为val的值 |
| pop_back | 删除list中的最后一个元素 |
| insert | 在list中pos位置插入值为val的元素 |
| erase | 删除list中pos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 |
void test3()
{
list v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_front(1);
v.push_front(2);
v.push_front(3);
v.push_front(4);
for (auto x : v)
cout << x << " ";
cout << endl;
v.pop_back();
v.pop_front();
for (auto x : v)
cout << x << " ";
cout << endl;
v.insert(v.begin(),10);
for (auto x : v)
cout << x << " ";
cout << endl;
v.erase(v.begin());
for (auto x : v)
cout << x << " ";
cout << endl;
} 
6.list迭代器失效问题（重点）
在讲vector的博客中，我也提到了迭代器失效问题，那么问个问题，list的迭代器失效和vector的迭代器失效一样吗？为什么？
这里先解释一下什么是迭代器，估计有很多人对这个名词还不是很了解，其实所谓的迭代器从作用上来说就是访问遍历容器的工具，它将所有容器的访问遍历方式进行了统一(vector，list，set等等容器的迭代器使用几乎一摸一样都是begin(),end(),++/--等操作)，封闭了底层的细节，简化了我们对容器的使用，对于初学者来说，这玩意tm的太神了，但是如果我们了解它的底层实现，我们就会发现，迭代器不过是一层封装，底层还是数据结构那一套，如list链表，迭代器的++，本质还是指针的变化。
(容器的底层实现还是要了解一些，能够帮助我们更好的认识和使用容器，可以看看我写过的一些模拟实现，如果有需要注释或者详解，请在评论区留言，如果需求多，我会单独出一篇博客讲解一下里面的一些重点内容)
好，下面回归正题，如果你数据结构学的还不错并且知道vector的迭代器失效是扩容引起的，那么这个问题不难回答，因为链表的增查改不会影响一个结点的位置，除了删除操作，所以list的迭代器失效仅仅只有在删除list结点时才会出现，并且只有那个被删除结点的迭代器会失效，其他的不受影响
二、模拟实现list的基本功能
namespace zjs
{
template
struct list_node {
T _data;
list_node* _next;
list_node* _prev;
list_node(const T& data = T())
:_data(data)
,_next(nullptr)
,_prev(nullptr)
{}
};
//重点
template
struct __list_iterator {
typedef list_node Node;
typedef __list_iterator self;
Node* node;
__list_iterator(Node* x)
:node(x)
{}
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;
}
bool operator==(const self& It) const
{
return node == It.node;
}
bool operator!=(const self& It) const
{
return node != It.node;
}
Ptr operator->()
{
return &node->_data;
}
};
/*template
struct __list_const_iterator {
typedef list_node Node;
typedef __list_const_iterator self;
Node* node;
__list_const_iterator(Node* x)
:node(x)
{}
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;
}
const T& operator*()
{
return node->_data;
}
const T* operator->()
{
return &node->_data;
}
bool operator==(const self& It)
{
return node == It.node;
}
bool operator!=(const self& It)
{
return node != It.node;
}
};*/
template
class list
{
public:
typedef list_node Node;
typedef __list_iterator iterator;
typedef __list_iterator const_iterator;
//typedef __list_const_iterator const_iterator;
void empty_init()
{
_head = new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
}
list()
{
_size = 0;
empty_init();
}
void clear()
{
iterator it = begin();
while (it!=end())
{
it = erase(it);
}
}
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}
list(const list& tmp)
:_head(nullptr)
,_size(0)
{
empty_init();
for (auto& x : tmp)
{
push_back(x);
}
}
void swap(list& tmp)
{
std::swap(_head, tmp._head);
std::swap(_size, tmp._size);
}
list& operator=(list tmp)
{
swap(tmp);
return *this;
}
const_iterator begin() const
{
return _head->_next;
}
iterator begin()
{
//return iterator(_head->_next);
return _head->_next;
}
const_iterator end() const
{
//return iterator(_head);
return _head;
}
iterator end()
{
//return iterator(_head);
return _head;
}
void push_back(const T& x)
{
//Node* tail = _head->_prev;
//Node* newnode = new Node(x);
//tail->_next = newnode;
//newnode->_prev = tail;
//newnode->_next = _head;
//_head->_prev = newnode;
insert(end(), x);
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
Node* cur = pos.node;
Node* pre = cur->_prev;
Node* newnode = new Node(x);
pre->_next = newnode;
newnode->_prev = pre;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
_size++;
return newnode;
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
iterator erase(iterator pos)
{
Node* cur = pos.node;
Node* pre = cur->_prev;
Node* next = cur->_next;
pre->_next = next;
next->_prev = pre;
delete cur;
_size--;
return next;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
//模板的一些应用，typename的用法
//这里只能用typedef，用来告诉编辑器const_iterator是一个类型名，而不是一个静态变量
//因为编辑器在编译阶段要判断有没有语法错误，而list没有实例化，就无法在里面
//查找const_iterator,而如果它是静态变量很显然这是个语法错误，
//所以这里要加上typename告诉编辑器这是个类型名，等到实例化之后再去里面找
template
void print_list(const list& s)
{
typename list::const_iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
template
void print_container(const container& s)
{
typename container::const_iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
}