C++入门篇9---list

list是带头双向循环链表

一、list的相关接口及其功能

1. 构造函数

函数声明	功能说明
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
list(InputIterator first, InputIterator last)	用[fiirst，last)区间的元素构造list

void test1()
{list<int> v;list<int> v1(5,2);list<int> v2(v1);list<int> v3(v1.begin(),v1.end());for (auto x : v)cout << x << " ";cout << endl;for (auto x : v1)cout << x << " ";cout << endl;for (auto x : v2)cout << x << " ";cout << endl;for (auto x : v3)cout << x << " ";cout << endl;}

 2.list的迭代器

函数名称	功能名称
begin()+end()	获取第一个数据位置的iterator/const_iterator，获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin()+rend()	获取第一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator，获取最后一个数据的下一位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator

 

void test2()
{list<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);list<int>::iterator it = v.begin();//注意如果写类型名，那么一定要写正确，如加不加reverse、const一定要写对//如果不想写这么长的类型，可以写auto自动类型推导while (it != v.end()){cout << *it << " ";it++;}cout << endl;list<int>::reverse_iterator it1 = v.rbegin();while (it1 != v.rend()){cout << *it1 << " ";it1++;}cout << endl;
}

3.list的capacity

函数声明	功能介绍
empty()	检测list是否为空
size()	返回list中有效结点的个数

 4.获取首尾元素

函数声明	功能介绍
front	返回list的第一个节点中值的引用
back	返回list的最后一个结点中值的引用

5.list的修改

函数名称	功能介绍
push_front	在list首元素前插入值为val的值
pop_front	删除list中第一个元素
push_back	在list尾部插入值为val的值
pop_back	删除list中的最后一个元素
insert	在list中pos位置插入值为val的元素
erase	删除list中pos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

void test3()
{list<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_front(1);v.push_front(2);v.push_front(3);v.push_front(4);for (auto x : v)cout << x << " ";cout << endl;v.pop_back();v.pop_front();for (auto x : v)cout << x << " ";cout << endl;v.insert(v.begin(),10);for (auto x : v)cout << x << " ";cout << endl;v.erase(v.begin());for (auto x : v)cout << x << " ";cout << endl;
}

 6.list迭代器失效问题（重点）

在讲vector的博客中，我也提到了迭代器失效问题，那么问个问题，list的迭代器失效和vector的迭代器失效一样吗？为什么？

这里先解释一下什么是迭代器，估计有很多人对这个名词还不是很了解，其实所谓的迭代器从作用上来说就是访问遍历容器的工具，它将所有容器的访问遍历方式进行了统一(vector，list，set等等容器的迭代器使用几乎一摸一样都是begin(),end(),++/--等操作)，封闭了底层的细节，简化了我们对容器的使用，对于初学者来说，这玩意tm的太神了，但是如果我们了解它的底层实现，我们就会发现，迭代器不过是一层封装，底层还是数据结构那一套，如list链表，迭代器的++，本质还是指针的变化。

(容器的底层实现还是要了解一些，能够帮助我们更好的认识和使用容器，可以看看我写过的一些模拟实现，如果有需要注释或者详解，请在评论区留言，如果需求多，我会单独出一篇博客讲解一下里面的一些重点内容)

好，下面回归正题，如果你数据结构学的还不错并且知道vector的迭代器失效是扩容引起的，那么这个问题不难回答，因为链表的增查改不会影响一个结点的位置，除了删除操作，所以list的迭代器失效仅仅只有在删除list结点时才会出现，并且只有那个被删除结点的迭代器会失效，其他的不受影响

二、模拟实现list的基本功能

namespace zjs
{template <class T>struct list_node {T _data;list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;list_node(const T& data = T()):_data(data),_next(nullptr),_prev(nullptr){}};//重点template <class T, class Ref, class Ptr >struct __list_iterator {typedef list_node<T> Node;typedef __list_iterator self;Node* node;__list_iterator(Node* x):node(x){}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->_data;}bool operator==(const self& It) const{return node == It.node;}bool operator!=(const self& It) const{return node != It.node;}Ptr operator->(){return &node->_data;}};/*template <class T>struct __list_const_iterator {typedef list_node<T> Node;typedef __list_const_iterator self;Node* node;__list_const_iterator(Node* x):node(x){}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;}const T& operator*() {return node->_data;}const T* operator->(){return &node->_data;}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 list_node<T> Node;typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;typedef __list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;//typedef __list_const_iterator<T> const_iterator;void empty_init(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;}list(){_size = 0;empty_init();}void clear(){iterator it = begin();while (it!=end()){it = erase(it);}}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}list(const list<T>& tmp):_head(nullptr),_size(0){empty_init();for (auto& x : tmp){push_back(x);}}void swap(list& tmp){std::swap(_head, tmp._head);std::swap(_size, tmp._size);}list<T>& operator=(list<T> tmp){swap(tmp);return *this;}const_iterator begin() const{return _head->_next;}iterator begin(){//return iterator(_head->_next);return _head->_next;}const_iterator end() const{//return iterator(_head);return _head;}iterator end(){//return iterator(_head);return _head;}void push_back(const T& x){//Node* tail = _head->_prev;//Node* newnode = new Node(x);//tail->_next = newnode;//newnode->_prev = tail;//newnode->_next = _head;//_head->_prev = newnode;insert(end(), x);}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}iterator insert(iterator pos, const T& x){Node* cur = pos.node;Node* pre = cur->_prev;Node* newnode = new Node(x);pre->_next = newnode;newnode->_prev = pre;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;_size++;return newnode;}void pop_back(){erase(--end());}void pop_front(){erase(begin());}iterator erase(iterator pos){Node* cur = pos.node;Node* pre = cur->_prev;Node* next = cur->_next;pre->_next = next;next->_prev = pre;delete cur;_size--;return next;}size_t size() const{return _size;}private:Node* _head;size_t _size;};//模板的一些应用，typename的用法//这里只能用typedef，用来告诉编辑器const_iterator是一个类型名，而不是一个静态变量//因为编辑器在编译阶段要判断有没有语法错误，而list<T>没有实例化，就无法在里面//查找const_iterator,而如果它是静态变量很显然这是个语法错误，//所以这里要加上typename告诉编辑器这是个类型名，等到实例化之后再去里面找template<typename T>void print_list(const list<T>& s){typename list<T>::const_iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}template<typename container>void print_container(const container& s){typename container::const_iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}}