list和vector都是容器,只不过他们的存储结构不同,vector实际底层结构是顺序表,支持随机访问。list的底层结构带头双向链表,不支持随机访问。
但list的底层实现不同,因为他是链表的缘故,所它的节点和迭代器必须在外在创建类来嵌套
vector的insert和erase函数都有迭代器失效的问题,而list的只有erase函数有迭代器失效的问题
_list_node
首先是一个用来创建节点的类
一个节点有他的前后指针,和他存储的值
此类还有进行初始话的操作
其次是创建迭代器的类
记住 vector的迭代器本质上可以认为是一个指针,而list的迭代器不同,它是以链表内的节点区分的。跟vector的区别很大
1.创建一个迭代器,必然要知道一个节点
2.因为迭代器分为const和非const的版本 但如果再创建一个数据大部分相同的,但只是加几个const的类,这对复用性非常差,所以我们根据源码来修改
主要思路,就是通过模版类型,和外面的名字不同,传过来的类型就不同。
比如 我用的是非const 那么Ref和Ptr就会传来非const的版本
如果我们用的是const 那么Ref和Ptr就会传来const的版本
3.要用的节点放到函数来赋给能让我们使用的节点
self本质就是为了方便,整个名太长,直接重命名为短的名。
这里记住解释
解引用的 本质将本体传过来,然后返回他里面存储的值,他的值时他的类型,并且需要修改,就是T& 而是不需要传另外的值的,所以是不需要参数的
->符合,本质是传出去它存储的值的地址。 也就是解引用传出来的值,在加上指针。而指针是用指针传出去,而它是模版类型 也就是T*
前置++符号重载,记住这里的++,–他们都是用来对迭代器的向前,后移动,而不是改变他们的值,所以他们的返回值 也是迭代器, 也就是self
后置++符合重载,本质就是返回不先++,而是返回它自己的值后,再++,但函数是不允许return后再进行操作的,所以可以创建一个临时的迭代器,用来存储现在的迭代器,然后返回临时的迭代器。(后置++不用引用的原因,是因为返回的是临时的迭代器,返回后,函数结束,这个临时迭代器的生命周期也结束了,如果你传的是引用,再对这个已经释放的临时迭代器进行操作时,会造成非法访问地址,所以后置++不用引用返回)而本体迭代器直接进行++即可
前置后置++ 都是用next向后移动到下一个节点
前置–和后置–的操作和前置++和后置–的解释是一样的,只不过一个向前一个向后的区别而已。
符号重载:只要这个符合它是对自己本身操作的,那么这个函数是不需要进行传参的!
!=符合重载,是本身与其他迭代器比较,所以传参的类型也是迭代器类型
传参的本质,是要看它传过来的到底是迭代器还是值还是他的节点!
操作很简单,就是对它的节点进行比较即可。
==符合重载也是一样,只不过操作内容相反而已
list本体
你要使用上面的两个类(节点,迭代器) 那么必须对他们重命名 即可使用 (本质上也可以不重命名,只不过名字很长,写起来会很麻烦)
begin和end的两个版本 const和非const版本。
记住,这是有哨兵位的,所以begin返回的是哨兵的下一个,而end是最后一个节点的下一个,也就是head
cbegin和cend是自创,非官方库内,这两个是直接使用const的版本,如果是const_begin它必须用函数传参,让它的节点为const才能使用const (不然编译器会默认稳非const版本)而我的是可以直接使用const版本的
list的无参构造函数
只需要把当前节点初始化即可(根据穿进来的节点初始化,不是头结点!!)
list的有参构造,用迭代器范围构造
用迭代器的构造,都是要用模版类型
empyt_into
用来初始化节点
swap
交换函数
拷贝构造
传统写法
初始化后,用范围for一个一个的节点拷贝到当前节点内
拷贝构造
现代写法
初始化
创建一个对象,也就是新的链表,去复用构造函数,构造出一个新的链表,然后让当前链表与临时对象交换头节点即可
=符号重载
现代写法
不用引用,直接交换他们的数据,并不改变外面的数据 就可以直接得到外面的数据,返回时,时返回这个节点 就是*this
list& operator=(list lv)
{
swap(lv);
return *this;
}
insert
在某个位置插入某个值
因为这是节点,不存在下标,所以是传迭代器
但这个insert是不存在迭代器失效的问题的
首先创建一个新节点,用来存储要传进来的数据
然后我们用一个新节点记录来存储这个迭代器的位置。
然后用这个节点找到它的前一个节点
接下来就是链接
这个函数为什么不会存在迭代器失效?
因为这个函数是用指针链接,其次他们是没有直接改变pos,pos只是给他们提供位置,内部数据时不会对pos改动的,所以pos不会失效,其次list的结构问题,要插入节点,是创建这个节点的新空间,也就是新地址,不想vector的扩容,是整个顺序表都搬到另一个新空间,所以pos是不存在失效的。本质就是pos并未改动
void insert(iterator pos, const T& val)
{
node* newcapacity = new node(val);
node* cur = pos._node;
node* prve = cur->prve;
//prve newcapacity pos
prve->next = newcapacity;
newcapacity->prve = prve;
newcapacity->next = cur;
cur->prve = newcapacity;
}
erase
它要删除某个位置,list的结构是链表,所以传的也是迭代器,不存在下标。
但pos不能删除end (end就是head哨兵位)
用一个节点接收这个迭代器的位置,然后利用这个号节点找到它的前后,链接
最后删除这个节点 这时候,这节点是被删除的,也就是pos指向的节点,被删除了,那么pos就指向的个随机值,那你下次++时,指向随机值的迭代器的它++,你能确定它++到哪吗??所以这个迭代器就是失效了,而刚才我们已经有两个节点存储了刚才节点的前后的节点,那么我们的迭代器就更新为删除节点的下一个节点的位置即可,也就是erase删除后,自动++了。
就是返回的是迭代器,因为要对外面的迭代器更新,所以返回值是迭代器类型,但我们存储的是节点啊,所以这个节点要传到迭代器内初始化为迭代器类型,才能返回。
iterator erase(iterator pos)//返回的是迭代器 用于更新迭代器
{
assert(pos != end());
node* poos = pos._node;
node* prve = poos->prve;
node* cur = poos->next;
prve->next = cur;
cur->prve = prve;
delete poos;
return iterator(cur);
}
push_back
实际就是插入到最后的位置,就可以直接复用insert。最后的位置就是head的上一个位置就是最后的位置
void pop_back()
{
erase(head->prve);
}
push_front
在最开始的位置插入,迭代器就是begin的位置 复用insert即可
void push_front(const T& val)
{
insert(begin(), val);
}
pop_back
在最后的位置删除,复用erase即可
void pop_back()
{
erase(head->prve);
}
pop_front
在最前的位置删除,复用erase即可
void pop_front()
{
erase(begin());
}
clear
复用erase全部删除
因为erase删除后,会自动++ 所以不用再外部++
但没删除时,是需要我们手动++
~list
先复用clear删除全部数据
再删除他的头结点的数据并置空
测试代码
Original: https://www.cnblogs.com/LonelyMoNan/p/16650858.html
Author: lemon-Breeze
Title: list底层实现
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