list类
1.熟悉list接口以及使用
1.1list的构造
| 构造函数 constructor | 接口说明 |
|---|---|
| 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) | 拷贝构造函数 |
| list (InputIterator first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造list（都是左闭右开） |
代码演示:
//list的构造
void TestList1()
{
list<int> l1;//构造空的l1
list<int> l2(4, 100);//l2中放4个值为100的元素
list<int> l3(l2.begin(), l2.end());//用l2的[begin(),end())左闭右开区间构造l3
list<int> l4(l3);//用l3拷贝构造l4
//以数组为迭代器区间构造l5
int array[] = { 16,2,77,29 };
list<int> l5(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));
//列表格式初始化C++11
list<int> l6{ 1,2,3,4,5 };
//用迭代器方式打印l5中的元素
list<int>::iterator it = l5.begin();
while (it != l5.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
//C++11范围for的方式遍历
for (auto& e : l5)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
1.2list 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 |
| rbegin+rend | 返回最后一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回第一个元素位置的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(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动
代码演示：
//list迭代器的使用
//注意：遍历链表只能用迭代器和范围for
void PrintList(const list<int>& l)
{
//注意这里调用的是list的begin（）const，返回list的const_iterator对象
for (list<int>::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 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));
//使用正向迭代器正向list中的元素
//list<int>::iterator it=l.begin();//c++98语法
auto it = l.begin();//c++11之后推荐的写法
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
//list<int>::reverse_iterator rit=l.rbegin()
auto rit = l.rbegin();
while (rit != l.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
}
1.3list capacity
| 函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
| empty | 检测list是否为空，是返回true，否则返回false |
| size | 返回list中有效节点的个数 |
1.4list element access
| 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 |
1.5list modifiers
| 函数声明 | 接口说明 |
|---|---|
| push_front | 在list首元素前插入值为val的元素 |
| pop_front | 删除list中第一个元素 |
| push_back | 在list尾部插入值为val的元素 |
| pop_back | 删除list中最后一个元素 |
| insert | 在list position 位置中插入值为val的元素 |
| erase | 删除list position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 |
代码演示：
//list 插入和删除
//push_back/pop_back/push_front/pop_front
void TestList3()
{
int array[] = { 1,2,3 };
list<int> L(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
//在list的尾部插入4，头部插入0
L.push_back(4);
L.push_front(0);
PrintList(L);
//删除list尾部节点和头部节点
L.pop_back();
L.pop_front();
PrintList(L);
}
//insert/erase
void TestList4()
{
int array1[] = { 1,2,3 };
list<int> L(array1, array1 + sizeof(array1) / sizeof(array1[0]));
//获取链表中第二个节点
auto pos = ++L.begin();
cout << *pos << endl;
//在pos前插入值为4的元素
L.insert(pos, 4);
PrintList(L);
//在pos前插入5个值为5的元素
L.insert(pos, 5, 5);
PrintList(L);
//在pos前插入[v.begin(),v.end()区间中的元素
vector<int> v{ 7,8,9 };
L.insert(pos, v.begin(), v.end());
PrintList(L);
//删除pos位置上的元素
L.erase(pos);
PrintList(L);
//删除list中[begin,end)区间中的元素，即删除list中的所有元素
L.erase(L.begin(), L.end());
PrintList(L);
}
//resize/swap/clear
void TestList5()
{
//用数组来构造list
int array1[] = { 1,2,3 };
list<int> l1(array1, array1 + sizeof(array1) / sizeof(array1[0]));
PrintList(l1);
//交换l1和l2中的元素
list<int> l2;
l1.swap(l2);
PrintList(l1);
PrintList(l2);
//将l2中的元素清空
l2.clear();
cout << l2.size() << endl;
}
1.6list的迭代器失效
迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。
void TestListIterator1()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
// erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时，必须先给其赋值
l.erase(it);
++it;
}
}
// 改正
void TestListIterator()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
l.erase(it++); // it = l.erase(it);
}
}
2.list的模拟实现
template<class T>
struct list_node
{
list_node(const T& x = T())
:_date(x)
,_next(nullptr)
,_prev(nullptr)
{}
public:
T _date;
list_node<T>* _next;
list_node<T>* _prev;
};
//T T& T*
//T const T& const T*
template<class T ,class Ref,class Ptr>
struct __list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self;
Node* _node;
__list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
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->_date;
}
Ptr operator->()
{
return &(_node->_date);
}
bool operator!=(const self& s)
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const self& s)
{
return _node == s._node;
}
public:
};
template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
public:
typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_head->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_head);
}
iterator begin()
{
return iterator(_head->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_head);
}
void empty_init()
{
_head = new Node;
_size = 0;
_head->_next=_head;
_head->_prev = _head;
}
list()
{
empty_init();
}
void swap(list<T>& lt)
{
std::swap(_head, lt._head);
std::swap(_size, lt._size);
}
//lt2(lt1)
list(const list<T>& lt)
{
empty_init();
for (auto e : lt)
{
push_back(e);
}
}
//lt2=lt1
list<T>& operator=(list<T> lt)
{
swap(lt);
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
_size = 0;
}
void clear()
{
iterator it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it);
}
}
void push_back(const T& x)
{
insert(end(), x);
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
Node* cur = pos._node;
Node* newnode = new Node(x);
Node* prev = cur->_prev;
prev->_next = newnode;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
newnode->_prev = prev;
++_size;
return iterator(newnode);
}
iterator erase(iterator pos)
{
Node* cur = pos._node;
Node* next = cur->_next;
Node* prev = cur->_prev;
delete cur;
next->_prev = prev;
prev->_next = next;
--_size;
return iterator(next);
}
size_t size()
{
return _size;
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};