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list，链表容器是一种能够高效进行数据存储的容器，与前面已经提到的一些容器相似，list也是用迭代器进行遍历和控制数据。但是list的迭代器实现起来较为复杂，因为其不是原生指针的typedef，如果我们要模拟实现一个list类型，需要自己重新定义一个类来实现。STL原文件实现的是双向带头节点的链表，此次我们实现的也相似。

组成部分类

组成部分类分为两块，一块是节点类，一块是迭代器类。节点类无从多讲，就与之前的数据结构类似，存储了数值，前一个链表的指针，后一个链表的指针。多的只有一个构造函数。

list的迭代器类实现起来便较为复杂了。首先，他有三个模版参数，这三个模版参数分别是元素类型，引用类型，指针类型。这样写有利于我们后面的const使用，后续细聊。我们在类中主要需要重载运算符，使其和一些由原生指针作为迭代器的容器功能保持一致。其中类似于++和--的运算符重载，因为链表的物理空间不连续，所以++和--使用的是直接把节点改成上一个节点和下一个节点。

    // List的节点类template<class T>struct ListNode{ListNode<T>* _pPre;ListNode<T>* _pNext;T _val;ListNode(const T& val = T()):_val(val),_pPre(nullptr),_pNext(nullptr){}};//List的迭代器类template<class T, class Ref, class Ptr>struct ListIterator{typedef ListNode<T>* PNode;typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;ListIterator(PNode pNode = nullptr):_pNode(pNode){}ListIterator(const Self& l):_pNode(l->_pNode){}T& operator*(){return _pNode->_val;}T* operator->(){return _pNode;}Self& operator++(){_pNode = _pNode->_pNext;return _pNode;}Self operator++(int){_pNode = _pNode->_pNext;return _pNode->_pPre;}Self& operator--(){_pNode = _pNode->_pPre;return _pNode;}Self& operator--(int){_pNode = _pNode->_pNext;return _pNode;}bool operator!=(const Self& l){return l._pNode != _pNode;}bool operator==(const Self& l){return l._pNode == _pNode;}PNode _pNode;};

typedef与类参数

我们在list类中主要是使用前面定位过的节点Node，代表链表中的单一部分，还有迭代器，用于数据的遍历和查改。在这里分为两个类型，iterator是普通迭代器，const_iterator是限定的迭代器，使用const_iterator迭代器获取的数据无法被修改，只读不写。

        typedef ListNode<T> Node;typedef Node* PNode;PNode _pHead;size_t _size;public:typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;typedef ListIterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

构造，赋值重载和析构函数

 第一个函数是头节点创造函数，这个函数创造一个节点，接着将_pNext和_pPre都指向_Phead.这里有个地方曾经一直犯错，_pHead是一个指针，因此他接受的也是一个指针，而new函数创造的便是相关类型的指针，当时在写这个代码，我一直把Node写成PNode，导致new出来的是二级指针，二级指针不能赋给1级指针，就一直出错。析构函数中，先调用clear()函数，（后续提及），接着再删除哨兵位节点。剩下的代码多是根据一个数据去创建一个节点，接着依据数据结构中链表的知识点进行插入，不予赘述。

       void CreateHead(){_pHead = new Node;_pHead->_pNext = _pHead;_pHead->_pPre = _pHead;_pHead->_val = 0;}list(){CreateHead();}list(int n, const T& value = T()){int i = n;while (i--){PNode p = new PNode();p->_val = n;p->_pPre = _pHead;_pHead->_pNext->_pPre = p;p->_pNext = _pHead->_pNext;_pHead->_pNext = p;}}template <class Iterator>list(Iterator first, Iterator last){CreateHead();auto it = first;while (it != last){push_back(*it);it++;}}list(const list<T>& l){CreateHead();auto it = l.begin();while (it != l.end()){push_back(*it);it++;}}list<T>& operator=(const list<T> l){swap(l);return *this;}~list(){clear();delete[] _pHead;_pHead = nullptr;}

迭代器提取函数 

 其中创建了若干简单常用的迭代器函数，这些函数能返回限定和非限定的begin(),end()函数

        // List Iteratoriterator begin(){return _pHead->_pNext;}iterator end(){return _pHead;}const_iterator begin() const{return _pHead->_pNext;}const_iterator end()const{return _pHead;}

数据获取函数 

 这里面包含两大部分，分别是容器数据大小函数和前后端数据返回函数，较为简单，不予赘述。

        // List Capacitysize_t size()const{return _size;}bool empty() const{return _size == 0;}// List AccessT& front(){return _pHead->_pNext->_val;}const T& front()const{return _pHead->_pNext->_val;}T& back(){return _pHead->_pPre->_val;}const T& back()const{return _pHead->_pPre->_val;}

数据改变函数 

 数据改变函数里面比较重要的就是insert函数和erase函数，通过这两个函数的复用，我们就能完成头插尾插，头删尾删。insert和erase的逻辑与数据结构中的链表相似，不予赘述。clear函数将哨兵位的下个节点设为cur，接着进入循环，将哨兵位的下一个节点设为cur的下一个节点，删除cur，接着把cur设为原cur的下一个节点。最后保留哨兵位，但是把他的_Pre和_Next函数变成自己。swap通过复用std中的swap函数，把所有数据/指针交换即可。

        // List Modifyvoid 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());}// 在pos位置前插入值为val的节点iterator insert(iterator pos, const T& val){Node* cur = pos._pNode;Node* pre = pos._pNode->_pPre;PNode p = new Node(val);p->_pNext = cur;p->_pPre = pre;cur->_pPre = p;pre->_pNext = p;_size++;return iterator(p);}// 删除pos位置的节点，返回该节点的下一个位置iterator erase(iterator pos){PNode cur = pos._pNode;PNode next = cur->_pNext;cur->_pPre->_pNext = cur->_pNext;cur->_pNext->_pPre = cur->_pPre;delete[]cur;return next;}void clear(){PNode cur = _pHead->_pNext;while (cur != _pHead){_pHead->_pNext = cur->_pNext;delete[] cur;cur = _pHead->_pNext;}_pHead->_pNext = _pHead->_pPre = _pHead;}void swap(list<T>& l){std::swap(l._pHead, _pHead);std::swap(l._size, _size);}