目录

前言：

模拟实现：

迭代器的实现：

list类功能函数实现：

 初始化成空函数（empty_init）：

构造函数：

 拷贝构造函数：

尾插（push_back）:

插入（insert）:

删除（erase）：

 尾删（pop_back）:

头插（push_front）:

头删（pop_front）:

 清理（clear）：

 交换（swap）：

赋值重载：

析构：

代码

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前言：

  在学习完list的基本功能后，我自己模拟实现了一个list，具备一些常用的基本功能，这篇博客用来分享并记录，方便后续复习。

模拟实现：

因为list中可以存很多种类型，比如int，char，float，等，还可能是自定义类型，所以我打算使用类模板，先把简单的节点弄成类模板：

接下来就是list的类模板：

迭代器的实现：

  这里迭代器的模拟实现不能像vector一样简单的使用原生指针，因为链表的地址不是连续的，我们在进行原生指针的++或者--操作时，是无法实现访问下一个或者上一个元素的，那该怎样实现简单的对迭代器++或者--就能实现访问下一个或者上一个元素呢？

  这里有一个巧妙地方法就是借助类，没错，我们将原生指针放入一个名为Listiterator的类里面，然后在这个类中，使用运算符重载，重载++，--，*，->等运算符，就能像库里面一样使用迭代器了。

 上图的Ref和Ptr模板分别是传引用和传指针，用于应对const 迭代器的使用 ，保证const迭代器可以修改迭代器，但不能修改该迭代器指向的内容。接下来开始在这个类中重载各种运算符：

这几个运算符重载都很简单，应该都能看懂，接下来进入list类模板中，就行list的功能函数实现：

list类功能函数实现：

先来几个简单但又很重要的函数实现：

 初始化成空函数（empty_init）：

构造函数：

有了上面这个函数后，构造函数就简单了，直接复用即可：

 拷贝构造函数：

尾插（push_back）:

插入（insert）:

删除（erase）：

 尾删（pop_back）:

头插（push_front）:

头删（pop_front）:

 清理（clear）：

 交换（swap）：

赋值重载：

 此处传值传参的妙处：

list1=iist2,进入函数此时lt是list2的拷贝，因为swap是成员函数，所以有一个隐含的this指针，此时只需传参lt就可以完成lt和list1交换，间接完成对list1的赋值，同时没有改变list2，只是改变了lt，而lt出作用域后就会消失。

析构：

代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
namespace sxk
{   
	template<class T>
	struct ListNode
	{
		ListNode<T>* next;//下一个节点的地址
		ListNode<T>* prev;//上一个节点的地址
		T val;//数据

		ListNode(const T& x = T())//节点的构造函数
			:next(nullptr)
			, prev(nullptr)
			, val(x)
		{}
	};
	template<class T,class Ref,class Ptr>
	struct Listiterator
	{
		typedef ListNode<T> Node;
		typedef Listiterator<T, Ref, Ptr> Self;
		typedef Listiterator<T, T&, T*> iterator;
		typedef Listiterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

		Node* _node;

		Listiterator(Node* node)//迭代器的构造函数
			:_node(node)
		{}

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

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

		Self& operator++()
		{
			_node = _node->next;
			return *this;
		}

		Self operator++(int)
		{
			Self tmp(*this);
			_node = _node->next;
			return tmp;
		}

		Self& operator--()
		{
			_node = _node->prev;
			return *this;
		}

		Self operator--(int)
		{
			Self tmp(*this);
			_node = _node->prev;
			return tmp;
		}

		bool operator==(const Self& it)
		{
			return _node == it._node;
		}

		bool operator!=(const Self& it)
		{
			return _node != it._node;
		}
	};
	template<class T>
	class list
	{
	public:
		typedef ListNode<T> Node;
		typedef Listiterator<T, T&, T*> iterator;
		typedef Listiterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
		iterator begin()
		{
			return _head->next;
		}

		iterator end()
		{
			return _head;
		}

		const_iterator begin()const
		{
			return _head->next;
		}

		const_iterator end()const
		{
			return _head;
		}

		size_t size()
		{
			return _size;
		}

		bool empty()
		{
			return _size == 0;
		}

		void empty_init()
		{
			_head = new Node;//new出头节点
			_head->next = _head;//头节点下一个指向自己
			_head->prev = _head;//头节点上一个指向自己

			_size = 0;
		}


		list()//构造函数
		{
			empty_init();
		}

		list(const list<T>& lt)//拷贝构造函数
		{
			empty_init();//先初始化成只有一个头节点
			for (auto& x : lt)
			{
				push_back(x);//直接尾插即可
			}
		}

		list<T>& operator=(const list<T> lt)//lt是赋值类的拷贝
		{
			swap(lt);//交换lt和this,可以完成赋值并不影响赋值类
			return *this;
		}

		void swap(const list<T>& lt)
		{
			std::swap(_head, lt._head);//直接调用库里的swap交换两个成员变量即可
			std::swap(_size, lt._size);
		}

		void clear()
		{
			iterator it = begin();
			while (it != end())//遍历删除
			{
				it = erase(it);//更新it，防止erase后迭代器失效
				it++;
			}
		}

		~list()
		{
			clear();//先清理，只保留一个头节点
			delete _head;//释放头节点
			_head = nullptr;
		}

		void push_back(const T& x)
		{
			Node* newnode = new Node;//new出新节点
			newnode->val = x;//给新节点赋值
			Node* tail = _head->prev;//记录尾节点

			tail->next = newnode;//尾节点的下一个指向新节点
			newnode->next = _head;//新节点的next指向头节点
			newnode->prev = tail;//新节点的prev指向之前旧的尾节点
			_head->prev = newnode;//头节点的prev指向新节点
			_size++;
		}

		void push_front()
		{
			insert(begin());
		}

		void pop_back()
		{
			erase(--end());//直接复用erase，注意end指向的是头节点，所以要--
		}

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

		void insert(iterator pos, const T& x)//在pos位置前插入x
		{
			Node* newnode = new Node;//new出新节点
			newnode->val = x;//给新节点赋值
			Node* cur = pos._node;//记录当前pos位置
			Node* prev = cur->prev;//记录pos前一个

			prev->next = newnode;//pos前一个节点的next指向新节点
			newnode->next = cur;//新节点的next指向pos节点
			newnode->prev = prev;//新节点的prev指向pos前一个节点
			cur->prev = newnode;//pos的prev指向新节点
			_size++;
		}

		iterator erase(iterator pos)//删除pos位置的值
		{
			Node* cur = pos._node;//记录pos位置的节点
			Node* prev = cur->prev;//记录pos的前一个节点
			Node* next = cur->next;//记录pos的下一个节点

			prev->next = cur->next;//pos的前一个节点的next指向pos的下一个节点
			next->prev = prev;//pos的下一个节点的prev指向pos的前一个节点
			delete cur;//释放pos位置的节点
			cur = nullptr;//置为空
			_size--;
			return iterator(next);//防止erase后迭代器失效，更新迭代器
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

	void Print_List(const list<int>& lt)
	{
		list<int>::const_iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			cout << (*it) << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;
	}
}