目录
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构造函数 |
接口说明 |
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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 |
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list() | 构造空的list |
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list (const list& x) | 拷贝构造函数 |
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list (InputIterator first, InputIterator last |
用 [first, last) 区间中的元素构造 list |
可以将迭代器理解成一个指针，该指针指向 list 中的某个节点
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函数声 明 |
接口说明 |
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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 |
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rbegin + rend |
返回第一个元素的 reverse_iterator, 即 end 位置 ， 返回最后一个元素下一个位 置的 reverse_iterator, 即 begin 位置 |
【注意】
1. begin 与 end 为正向迭代器，对迭代器执行 ++ 操作，迭代器向后移动
2. 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
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函数声明 | 接口说明 |
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empty |
检测 list 是否为空，是返回 true ，否则返回 false |
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size | 返回list中有效节点的个数 |
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front | 返回list的第一个节点中值的引用 |
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back | 返回list的最后一个节点中值的引用 |
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push_front | 在list首元素前插入值为val的元素 |
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pop_front |
删除 list 中第一个元素 |
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push_back | 在list尾部插入值为val的元素 |
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pop_back | 删除list中最后一个元素 |
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insert | 在list position 位置中插入值为val的元素 |
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erase | 删除list position位置的元素 |
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swap |
交换两个 list 中的元素 |
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clear | 清空list中的有效元素 |
前面说过，此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针， 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);
}
}
#pragma once
#include<iostream>
namespace bit
{
template<class T>
struct list_node
{
T _data;
list_node<T>* _next;
list_node<T>* _prev;
list_node(const T T())
:_data(data)
, _next(nullptr)
, _prev(nullptr)
{}
};
// const_iterator
template<class T>
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_iterator<T> Self;
Node* _node;
list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
T& operator*()
{
return _node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};
template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
public:
typedef list_iterator<T> iterator;
iterator begin()
{
/* iterator it(_head->_next);
return it;*/
//return iterator(_head->_next);
return _head->_next;
}
iterator end()
{
return _head;
}
list()
{
_head = new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
_size = 0;
}
void push_back(const T& x)
{
/*Node* newnode = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;
++_size;*/
insert(end(), x);
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
void insert(iterator pos, const T& x)
{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* newnode = new Node(x);
// prev newnode cur
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
newnode->_prev = prev;
prev->_next = newnode;
++_size;
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void erase(iterator pos)
{
assert(pos != end());
Node* prev = pos._node->_prev;
Node* next = pos._node->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete pos._node;
--_size;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
bool empty() const
{
return _size == 0;
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
void test_list1()
{
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
list<int>::iterator it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
std::cout << *it << " ";
++it;
}
std::cout << std::endl;
}
}
通过前面例子知道，反向迭代器的++就是正向迭代器的--，反向迭代器的--就是正向迭代器的++，
因此反向迭代器的实现可以借助正向迭代器，即：反向迭代器内部可以包含一个正向迭代器，对
正向迭代器的接口进行包装即可。
template<class Iterator>
class ReverseListIterator
{
// 注意：此处typename的作用是明确告诉编译器，Ref是Iterator类中的类型，而不是静态
成员变量
// 否则编译器编译时就不知道Ref是Iterator中的类型还是静态成员变量
// 因为静态成员变量也是按照 类名::静态成员变量名 的方式访问的
public:
typedef typename Iterator::Ref Ref;
typedef typename Iterator::Ptr Ptr;
typedef ReverseListIterator<Iterator> Self;
public:
//
// 构造
ReverseListIterator(Iterator it): _it(it){}
//
// 具有指针类似行为
Ref operator*(){
Iterator temp(_it);
--temp;
return *temp;
}
Ptr operator->(){ return &(operator*());}
//
// 迭代器支持移动
Self& operator++(){
--_it;
return *this;
}
Self operator++(int){
Self temp(*this);
--_it;
return temp;
}
Self& operator--(){
++_it;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self temp(*this);
++_it;
return temp;
}
// 迭代器支持比较
bool operator!=(const Self& l)const{ return _it != l._it;}
bool operator==(const Self& l)const{ return _it != l._it;}
Iterator _it;
};vector 与 list 都是 STL 中非常重要的序列式容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及
应用场景不同，不同如下。
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vector | list | |
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底 层 结 构 |
动态顺序表，一段连续空间 |
带头结点的双向循环链表 |
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随 机 访 问 |
支持随机访问，访问某个元素效率 O(1) |
不支持随机访问，访问某个元 素效率 O(N） |
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插 入和 删 除 |
任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间 复杂度为 O(N) ，插入时有可能需要增容，增容： 开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更 低 |
任意位置插入和删除效率高， 不需要搬移元素，时间复杂度 为 O(1) |
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空 间 利 用 率 |
底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用 率高，缓存利用率高 |
底层节点动态开辟，小节点容 易造成内存碎片，空间利用率 低，缓存利用率低 |
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迭 代 器 |
原生态指针 |
对原生态指针 ( 节点指针 ) 进行 封装 |
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迭 代 器 失 效 |
在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为 插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器 失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失 效 |
插入元素不会导致迭代器失 效，删除元素时，只会导致当 前迭代器失效，其他迭代器不 受影响 |
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使 用 场 景 |
需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效 率 |
大量插入和删除操作，不关心 随机访问 |