【STL源码剖析读书笔记】【第4章】序列式容器之list和slist
一、list
1、list概述
list是双向链表，对于任何位置的元素插入或元素移除，list永远是常数时间。
2、list的节点
list本身和list节点是不同的数据结构，需要分开设计。STL list的节点结构：
template <class T>
struct __list_node {
typedef void* void_pointer;
void_pointer next;
void_pointer prev;
T data;
};
3、
list
的迭代器
STL list是一个双向链表，迭代器必须具备前移、后移的能力，list提供的是Bidirectional Iterators。list的插入操作和接合操作都不会导致原来的list迭代器失效。
4、list的数据结构
STL list是一个环状双向链表，只需一个指针就可以表现整个链表。
template<class T,class Alloc = alloc> //缺省使用alloc为配置器:w
class list{
protected :
typedef __list_node<T> list_node ;
public :
typedef list_node* link_type ;
protected :
link_type node ; //只要一个指针，便可以表示整个环状双向链表
};
如果让指针
node
指向刻意置于尾端的一个空白节点，
node
便能符合
STL
对于“前闭后开”区间的要求，成为
last
迭代器。
5、insert()函数
insert()是一个重载函数，最简单的一种如下：
iterator insert(iterator position, const T& x){//在迭代器position所指位置插入一个节点，内容为x
link_type tmp = create_node(x);
tmp->next = position.node;
tmp->prev = position.node->node;
(link_type(position.node->prev))->next = tmp;
return tmp;
}
6、push_back()函数
将新元素插入于list尾端，内部调用insert()函数
void push_back(const T& x){
insert(end(),x);
}
7、
push_front()
函数
将新元素插入于list头端，内部调用insert()函数
void push_front(const T&x){
insert(begin(),x);
}
8、
erase()
函数
iterator erase(iterator position){
link_type next_node=link_type(position.node->next);
link_type prev_node=link_type(position.node->prev_nodext);
prev_node->next=next_node;
next_node->prev=prev_node;
destroy_node(position.node);
return iterator(next_node);
}
9、pop_front()函数
移除头结点，内部调用erase()函数
void pop_front(){
erase(begin());
}
10、
pop_back()
函数
移除尾结点，内部调用erase()函数
void pop_back(){
iterator i=end();
erase(--i);
}
11、
transfer()
函数
将某连续范围的元素迁移到某个特定位置之前。
void transfer(iterator position, iterator first, iterator last) {
if (position != last) {
(*(link_type((*last.node).prev))).next = position.node; //(1)
(*(link_type((*first.node).prev))).next = last.node; //(2)
(*(link_type((*position.node).prev))).next = first.node;//(3)
link_type tmp = link_type((*position.node).prev); //(4)
(*position.node).prev = (*last.node).prev; //(5)
(*last.node).prev = (*first.node).prev; //(6)
(*first.node).prev = tmp; //(7)
}
}
二、slist
1、slist概述
SGI STL另提供一个单向链表slist。slist和list的主要差别在于，前者的迭代器属于单向的Forward Iterator，后者的迭代器属于双向的BidirectionalIterator。
根据STL的习惯，插入操作会将新元素插入于指定位置之前。作为单向链表，slist没有任何方便的方法可以回头定出前一个位置，因此它必须从头找起。
2、slist的节点
3、slist的迭代器
4、slist的数据结构
template<class T, class Alloc = alloc>
class slist
{
public :
typedef T value_type ;
typedef value_type* pointer ;
typedef const value_type* const_pointer ;
typedef value_type& reference ;
typedef const value_type& const_reference ;
typedef size_t size_type ;
typedef ptrdiff_t difference_type ;
typedef __slist_iterator<T,T&,T*> iterator ;
typedef __slist_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator ;
private :
typedef __slist_node<T> list_node ;
typedef __slist_node_base list_node_base ;
typedef __slist_iterator_base iterator_base ;
typedef simple_alloc<list_node,Alloc> list_node_allocator ;
static list_node* create_node(const value_type& x)
{
list_node* node = list_node_allocator:;allocate() ; //配置空间
__STL_TRY{
construct(&node->data,x) ;
node->next = 0 ;
}
__STL_UNWIND(list_node_allocator:;deallocate(node)) ;
return node ;
}
static void destroy_node(list_node* node)
{
destroy(&node->data) ; //将元素析构
list_node_allocator::deallocate(node) ; //释放空间
}
private :
list_node_base head ; //头部。注意，它不是指针，是实物
public:
slist() {head.next = 0 ;}
~slist(){clear() ;}
public :
iterator begin() {return iterator((list_node*)head.next) ;}
iterator end() {return iteator(0) ;}
iterator size() {const __slist_size(head.next) ;}
bool empty() const {return head.next == 0 ;}
//两个slist互换：只要将head交换互指即可
void swap(slist &L)
{
list_node_base* tmp = head.next;
head.next = L.head.next ;
L.head.next = tmp ;
}
public :
//取头部元素
reference front() {return ((list_node*)head.next)->data ;}
//从头部插入元素(新元素成为slist的第一个元素)
void push_front(const value_type& x)
{
__slist_make_link(&head,create_node(x)) ;
}
//注意,没有push_back()
//从头部取走元素(删除之)。修改head
void pop_front()
{
list_node* node = (list_node*)head.next ;
head.next = node->next ;
destroy_node(node);
}
.....
} ;
5、
slist
的元素操作