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商城网站设计定制,在线简历制作,微信网站建设报价单,网站设计 企业 济南P. S.#xff1a;以下代码均在VS2019环境下测试#xff0c;不代表所有编译器均可通过。 P. S.#xff1a;测试代码均未展示头文件stdio.h的声明#xff0c;使用时请自行添加。 博主主页#xff1a;Yan. yan.                        … P. S.以下代码均在VS2019环境下测试不代表所有编译器均可通过。 P. S.测试代码均未展示头文件stdio.h的声明使用时请自行添加。 博主主页Yan. yan.                                               C语言专栏                                             数据结构专栏                                          力扣牛客经典题目专栏                                                      C专栏 文章目录 一、 list的介绍和使用1.1、list的介绍1.2、list的使用1.2.1、list的构造1.2.2、list iterator的使用1.2.3、list capacity容量相关1.2.4、list element access元素访问1.2.5、list modifiers链表修改1.2.6、list operation对链表的一些操作 二、list的模拟实现2.1、list的节点2.2、list的成员变量2.3、list的迭代器2.3.1、普通迭代器2.3.2、const迭代器 2.4、list的成员函数2.4.1、构造函数2.4.2、拷贝构造函数2.4.3、赋值运算符重载2.4.4、push_back2.4.5、迭代器相关2.4.6、 insert2.4.7、erase2.4.8、 push_front2.4.10、pop_front2.4.11、 size2.4.12、clear2.4.13、析构函数 一、 list的介绍和使用 1.1、list的介绍 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的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的前一个元素和后一个元素。 1.2、list的使用 list的文本介绍   list在实际中非常重要在实际中我们熟悉常用的接口就可以下面列出了需要我们重点掌握的接口。 1.2.1、list的构造 构造函数接口说明list()list 的默认构造构造空的 listlist(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(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 void TestList1() {listint l1; // 构造空的l1listint l2(4, 100); // l2中放4个值为100的元素listint l3(l2.begin(), l2.end()); // 用l2的[begin(), end()左闭右开的区间构造l3listint l4(l3); // 用l3拷贝构造l4// 以数组为迭代器区间构造l5int array[] { 16,2,77,29 };listint l5(array, array sizeof(array) / sizeof(int));// 列表格式初始化C11listint l6{ 1,2,3,4,5 };// 用迭代器方式打印l5中的元素listint::iterator it l5.begin();while (it ! l5.end()){cout *it ;it;}cout endl;// C11范围for的方式遍历for (auto e : l5)cout e ;cout endl; } 1.2.2、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rebegin() rend()返回第一个元素的 reverse_iterator即 end 位置返回最后一个一个元素下一个位置的 reverse_iterator即 begin 位置 注意 begin 与 end 为正向迭代器对迭代器执行 操作迭代器向后移动。rbegin 与 rend 为反向迭代器对迭代器执行 操作迭代器向前移动。由于 list 的底层物理空间并不连续所以 list 的迭代器不再是原生指针并且 list 的迭代器没有对 和 - 进行重载只重载了 和 – 因为空间不连续重载 会比较复杂。即 l.begin() 5 是不被允许的。 void PrintList(const listint l) {// 注意这里调用的是list的 begin() const返回list的const_iterator对象for (listint::const_iterator it l.begin(); it ! l.end(); it){cout *it ;// *it 10; 编译不通过}cout endl; }void TestList2() {int array[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };listint l(array, array sizeof(array) / sizeof(array[0]));// 使用正向迭代器正向list中的元素// listint::iterator it l.begin(); // C98中语法auto it l.begin(); // C11之后推荐写法while (it ! l.end()){cout *it ;it;}cout endl;// 使用反向迭代器逆向打印list中的元素// listint::reverse_iterator rit l.rbegin();auto rit l.rbegin();while (rit ! l.rend()){cout rit ;rit;}cout endl; } 1.2.3、list capacity容量相关 函数声明接口说明empty检测 list 是否为空是返回 true否则返回 falsesize返回 list 中有效节点个数 1.2.4、list element access元素访问 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 1.2.5、list modifiers链表修改 函数声明接口说明push_front在 list 的第一个节点前插入值为 val 的节点pop_front删除 list 中第一个节点push_back在 list 尾部插入一个值为 val 的节点pop_back删除 list 中最后一个节点insert在 list 的 position 位置中插入一个值为 val 的节点erase删除 list position 位置的节点swap交换两个 list 的节点clear清空 list 中的有效元素 1.2.6、list operation对链表的一些操作 函数声明接口说明reverse对链表进行逆置sort对链表中的元素进行排序稳定排序merge对两个有序的链表进行归并得到一个有序的链表unique对链表中的元素去重remove删除具有特定值的节点splice将 A 链表中的节点转移到 B 链表 二、list的模拟实现 2.1、list的节点 templateclass T struct ListNode {ListNodeT _next;ListNodeT* _prev;T _val;ListNode(const T val T()){_next nullptr;_prev nullptr;_val val;} }; 2.2、list的成员变量 class list {typedef ListNodeT Node; public://一些成员函数 private:Node* _head; } 2.3、list的迭代器 list 的迭代器不能再使用原生指针如果 list 的迭代器使用原生指针的话那对迭代器解引用得到的是一个节点而我们希望对迭代器解引用可以得到节点里面存储的元素并且 list 在底层的物理空间并不连续如果使用原生指针作为 list 的迭代器那对迭代器执行 操作并不会让迭代器指向下一个节点。因此我们需要对 list 的迭代器进行封装然后将一些运算符进行重载以实现迭代器本该有的效果。 2.3.1、普通迭代器 templateclass T struct _list_iterator {typedef ListNodeT Node;Node* _node;_list_iterator(Node* val){_node val;}T operator* (){return _node-_val;}T* operator- ()//迭代器通过-应该指向节点中的元素因此返回的是一个T类型的地址{return (_node-_val);}bool operator! (const _list_iteratorT right){return _node ! right._node;}_list_iteratorT operator(){_node _node-_next;return this;}_list_iteratorT operator(int){_list_iteratorT tmp(this-_node);_node _node-_next;return tmp;} }; 这里的类名不能直接叫 iterator因为每种容器的迭代器底层实现可能都有所不同即可能会为每一种容器都单独实现一个迭代器类如果都直接使用 iterator会导致命名冲突。其次迭代器类不需要我们自己写析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载函数直接使用默认生成的就可以言外之意就是这里使用浅拷贝即可因为迭代器只是一种工具它不需要对资源进行释放清理资源释放清理工作是在容器类中实现的浅拷贝的问题就出在会对同一块空间释放两次而迭代器无需对空间进行释放所以浅拷贝是满足我们需求的。 2.3.2、const迭代器 上面我们实现了普通迭代器那 const 迭代器该如何实现呢直接在容器类里面写上一句 typedef const _list_iterator const_iterator 可以嘛答案是不可以const 迭代器本质是限制迭代器指向的内容不能修改而 const 迭代器自身可以修改它可以指向其他节点。前面这种写法const 限制的就是迭代器本身会让迭代器无法实现 等操作。那如何控制迭代指向的内容不能修改呢可以通过控制 operator 的返回值来实现。但是仅仅只有返回值类型不同是无法构成函数重载的。那要怎样才能在一个类里面实现两个 operator* 让他俩一个返回普通的 T一个返回 const T 呢一般人可能想着那就再单独写一个 _list_const_iterator 的类这样也行就是会比较冗余我们可以通过在普通迭代器的基础上再传递一个模板参数让编译器来帮们生成呀。除此之外 operator-也需要实现 const 版本因此还需要第三个模板参数。 templateclass T,class Ref, class Ptr struct _list_iterator {typedef ListNodeT Node;typedef _list_iteratorT, Ref, Ptr self;Node* _node;_list_iterator(Node* val){_node val;}Ref operator* (){return _node-_val;}Ptr operator- (){return (_node-_val);}bool operator! (const self right) const{return _node ! right._node;}bool operator (const self right) const{return _node right._node;}self operator(){_node _node-_next;return *this;}self operator(int){self tmp(this-_node);_node _node-_next;return tmp;}self operator–(){_node _node-_prev;return *this;}self operator–(int){self tmp(*this);_node _node-_prev;return tmp;} }; //operator-的使用场景 struct A {A(int a 0, int b 0){_a a;_b b;}int _a;int _b; };void Textlist3() {wcy::listA l;l.push_back(A(1, 2));l.push_back(A(3, 4));l.push_back(A(5, 6));l.push_back(A(7, 8));wcy::listA::iterator it l.begin();while (it ! l.end()){cout it-_a , it-_b ;cout endl;it;} } 2.4、list的成员函数 2.4.1、构造函数 list() {_head new Node;_head-_prev _head;_head-_next _next; } 2.4.2、拷贝构造函数 list(const list ll) //list(const listT ll) {_head new Node;_head-_prev _head;_head-_next _head;for (auto e : ll){push_back(e);} } 2.4.3、赋值运算符重载 void swap(listT l2) {std::swap(_head, l2._head); }list operator(const list ll) //listT operator(const listT ll) {//现代写法swap(ll);return this; } 2.4.4、push_back void push_back(const T val) {//先找尾Node tail _head;while (tail-_next ! _head){tail tail-_next;}//插入元素Node* newnode new Node(val);tail-_next newnode;newnode-_prev tail;newnode-_next _head;_head-_prev newnode; } 2.4.5、迭代器相关 iterator begin() {return _head-_next;//单参数的构造函数支持隐式类型转换 }iterator end() {return _head; }const_iterator begin() const {return _head-_next;//单参数的构造函数支持隐式类型转换 }const_iterator end() const {return _head; } 2.4.6、 insert iterator insert(iterator pos, const T val) {//找到 pos 位置的前一个位置Node* cur pos._node;Node* prev cur-_prev;//插入元素Node* newnode new Node(val);prev-_next newnode;newnode-_prev prev;newnode-_next cur;cur-_prev newnode;return newnode; } 2.4.7、erase iterator erase(iterator pos) {assert(pos ! end());Node* cur pos._node;//保存当前节点Node* prev cur-_prev;//保存前一个节点Node* next cur-_next;//保存后一个节点prev-_next next;next-_prev prev;delete cur;cur nullptr;return next; } 2.4.8、 push_front void pop_back() {erase(–end()); } 2.4.10、pop_front void pop_front() {erase(begin()); } 2.4.11、 size size_t size() {size_t sz 0;iterator it begin();while (it ! end()){it;sz;}return sz; } 2.4.12、clear void clear() {iterator it begin();while (it ! end()){it erase(it);} } 2.4.13、析构函数 ~list() {clear();delete _head;_head nullptr; } clear 和 析构函数的主要区别在于是否释放头节点。