list的介绍
1. 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。
2. list的底层是双向链表结构，双向链表中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其前一个元素和后一个元素。
3. list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)
List的使用:
下面是list的常见接口
#include<iostream>
using namespace std;
namespace mylist
{
// List的节点类
template<class T>
struct ListNode
{
ListNode<T>* _next;
ListNode<T>* _prev;
T _val;
ListNode(const T& val = T())
:_next(nullptr)
, _prev(nullptr)
, _val(val)
{}
};
//List的迭代器类
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct ListIterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;
ListIterator(Node* node)
:_node(node)
{}
ListIterator(const Self& it)
:_node(it._node)
{}
Ref operator*();
Ptr operator->();
Self& operator++();
Self operator++(int);
Self& operator--();
Self operator--(int);
bool operator!=(const Self& it);
bool operator==(const Self& it);
};
//list类
template<class T>
class list
{
typedef ListNode<T> Node;
public:
typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;
typedef ListIterator<T, const T&, const T&> const_iterator;
public:
//创造头节点
void empty_init()//CreateHead;
// List的构造
list();
//int 不能用size_t,否则会撞
//类型不一致，会调用上面的模板迭代区间
//list(int n, const T& value = T())
//{
// empty_init();
// while (n)
// {
// push_back(value);
// n--;
// }
//}
//迭代器区间构造
template <class Iterator>
list(Iterator first, Iterator last);
//拷贝构造
list(const list<T>& lt);
list<T>& operator=(const list<T> lt);
~list();
// List Iterator
iterator begin();
iterator end();
// const迭代器，需要是迭代器不能修改，还是迭代器指向的内容？
// 迭代器指向的内容不能修改！const iterator不是我们需要const迭代器
const_iterator begin() const;
const_iterator end() const;
// List Capacity
size_t size()const;
bool empty()const;
// 在pos位置前插入值为val的节点
void insert(iterator pos, const T& val);
void push_back(const T& val);
void pop_back();
void push_front(const T& val);
void pop_front();
任意位置插入多个数据
//void insert(iterator pos, int n, const T& val)
//{
// iterator it = pos;
// while (n)
// {
// it = insert(it, val);
// n--;
// }
//}
iterator erase(iterator pos);
删除迭代器区间的数据
//iterator erase(iterator first, iterator last)
//{
// iterator it = first;
// while (if != last)
// {
// it = erase(it)
// }
// return last++;
//}
void clear();
void swap(list<T>& lt);
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
}List的节点类
// List的节点类
template<class T>
struct ListNode
{
ListNode<T>* _next;
ListNode<T>* _prev;
T _val;
ListNode(const T& val = T())
:_next(nullptr)
, _prev(nullptr)
, _val(val)
{}
};List的迭代器类
Ref operator*()
{
return _node->_val;
}
Ptr operator->()
{
return &_node->_val;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self operator++(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_prev;
return tmp;
}
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
bool operator==(const Self& it)
{
return _node == it._node;
}
List类
//创造头节点
void empty_init()//CreateHead
{
_head = new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
_size = 0;
}
// List的构造
list()
{
empty_init();
}
//迭代器区间构造
template <class Iterator>
list(Iterator first, Iterator last)
{
empty_init();
while (first != last)
{
push_back(*first);
first++;
}
}
//拷贝构造
list(const list<T>& lt)
{
empty_init();
for (auto& e : lt)
{
push_back(e);
}
}
list<T>& operator=(const list<T> lt)
{
swap(lt);
return *this;
}
~list()
{
clear();
delete _head;
_head = nullptr;
}
// List Iterator
iterator begin()
{
return iterator(_head->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_head);
}
// const迭代器，需要是迭代器不能修改，还是迭代器指向的内容？
// 迭代器指向的内容不能修改！const iterator不是我们需要const迭代器
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_head->_next);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_head);
}
// List Capacity
size_t size()const
{
return _size;
}
bool empty()const
{
return _size == 0;
}
// 在pos位置前插入值为val的节点
void insert(iterator pos, const T& val)
{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* newnode = new Node(val);
prev->_next = newnode;
newnode->_prev = prev;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
_size++;
}
// List Modify
void push_back(const T& val)
{
insert(end(), val);
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void push_front(const T& val)
{
insert(begin(), val);
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
// 删除pos位置的节点，返回该节点的下一个位置
iterator erase(iterator pos)
{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* next = cur->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete cur;
_size--;
return iterator(next);
}
void clear()
{
iterator it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it);
}
}
void swap(list<T>& lt)
{
std::swap(_head, lt._head);
std::swap(_size, lt._size);
}