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wzjs 2025/9/5 15:58:12
天津建设与管理局网站,网站打开显示建设中,网站建设徐州,百度 移动网站优化目录 1. list类的介绍 2.list类的常用接口 2.1 list类的常用构造 2.2 list类对象的容量操作 2.3 list迭代器 2.4 list类的常用操作 3.list的模拟实现 1. list类的介绍 list代表的是双向链表，常见的有创建，增，删，改几个接口…

目录

1. list类的介绍

2.list类的常用接口

2.1 list类的常用构造

2.2 list类对象的容量操作

2.3 list迭代器

2.4 list类的常用操作

3.list的模拟实现

1. list类的介绍

list代表的是双向链表，常见的有创建，增，删，改几个接口（功能），对于list类来说，复杂的是它的迭代器，本章则会讲解list类的常见接口实现以及list类的简单实现。

2.list类的常用接口

2.1 list类的常用构造

构造函数接口说明
list(size_t n,const T& val=T())(注：T代表模版)构造n个val值的元素
list()默认构造
list(const list<T>& x)拷贝构造
list(InputIterator first, InputIterator last)利用迭代器区间构造list
#include<iostream>
#include<string>
#include<list>
using namespace std;
int main()
{list<int> l1;//默认构造list<int> l2(l1);//拷贝构造list<int> l3(10, 1);//构造n个val值string s("123456");list<int> l4(s.begin(), s.end());//利用迭代器区间构造return 0;
}

2.2 list类对象的容量操作

函数名称接口说明
empty判断list是否为空，是返回true,否则返回false
size返回list中有效节点个数

2.3 list迭代器

函数名称接口说明

begin+end
begin返回第一个元素的迭代器
end返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin+rend
rbegin返回最后一个元素的迭代器
rend返回第一个元素前一个位置的迭代器
#include<iostream>
#include<string>
#include<list>
using namespace std;
int main()
{list<int> l(10, 1);//构造n个val值for (auto e : l){cout << e << " ";}return 0;
}

2.4 list类的常用操作

函数名称接口说明
front返回list的第一个节点值的引用
back返回list的最后一个节点值的引用
push_front在list首元素前插入值为val的元素
pop_front删除list第一个元素
push_back在list尾部插入值为val的元素
pop_back删除list最后一个元素
insert在list的pos位置中插入值为val的值
erase删除list的pos位置的数据
swap
交换两个list中的元素
clear
清空list中的有效元素
#include<iostream>
#include<string>
#include<list>
using namespace std;
void Print(const list<int>& l)
{list<int>::const_iterator it = l.begin();while (it != l.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}
int main()
{list<int> l1;l1.push_back(1);l1.push_back(2);l1.push_back(3);l1.push_back(4);Print(l1);//打印cout << endl;int a = l1.front();cout << a << endl;cout << l1.back() << endl;cout << endl;l1.push_front(10);Print(l1);cout << endl;l1.pop_front();Print(l1);cout << endl;l1.pop_back();Print(l1);cout << endl;list<int>::iterator it = l1.begin();++it;l1.insert(it, 20);Print(l1);cout << endl;l1.erase(it);Print(l1);cout << endl;list<int> l2(10, 1);l1.swap(l2);Print(l1);Print(l2);cout << endl;l1.clear();Print(l1);return 0;
}

3.list的模拟实现

3.1 list的基本结构

list的基本结构由三个类组成，一个是自己本身，一个是list的每个节点，最后就是有关迭代器的类，由于list中的底层结构是不连续的，因此不能用原本指针去访问，要对list的指针进行一个封装

namespace chuxin
{template<class T>struct list_node//链表的节点{T _data;list_node<T>* _prev;list_node<T>* _next;};template<class T>struct list_iterator//迭代器{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T> Self;Node* _node;};template<class T>//链表class list{typedef list_node<T> Node;public:typedef list_iterator<T> iterator;private:Node* _head;size_t _size;};
}

3.2 list的构造及析构

对于list来说，三个类都需要构造，但是，析构只有list就够了

namespace chuxin
{template<class T>struct list_node//链表的节点{T _data;list_node<T>* _prev;list_node<T>* _next;list_node(const T& data = T())//构造:_data(data), _prev(nullptr), _next(nullptr){}};template<class T>struct list_iterator//迭代器{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T> Self;Node* _node;list_iterator(Node* node)//构造:_node(node){}};template<class T>//链表class list{typedef list_node<T> Node;public:typedef list_iterator<T> iterator;list()//默认构造{_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(const list<T>& lt)//拷贝构造{empty();for (auto& e : lt){push_back(e);}}~list()//析构{clear();delete _head;_head = nullptr;}private:Node* _head;size_t _size;};
}

3.3 迭代器

迭代器要进行的操作有++，--，比较，以及使用数据

     template<class T>struct list_iterator//迭代器{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T> Self;Node* _node;list_iterator(Node* node)//构造:_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 s._node != _node;}bool operator==(const Self& s)const{return s._node == _node;}};

对于list的迭代器，还要重载一个—>,由于list内每个节点内的数据可能是一个结构体，这时候虽然还能用 . 作用符访问，但是较复杂。

struct AA
{int _a1 = 1;int _a2 = 1;
};
void test_list1()
{list<int> lt;list<AA> lta;lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());lta.push_back(AA());list<AA>::iterator ita = lta.begin();while (ita != lta.end()){//cout << (*ita)._a1 << ":" << (*ita)._a2 << endl;// 特殊处理，本来应该是两个->才合理，为了可读性，省略了一个->cout << ita->_a1 << ":" << ita->_a2 << endl;cout << ita.operator->()->_a1 << ":" << ita.operator->()->_a2 << endl;++ita;}cout << endl;
}
 template<class T>struct list_iterator//迭代器{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T> Self;Node* _node;list_iterator(Node* node)//构造:_node(node){}T& operator*(){return _node->_data;}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 s._node != _node;}bool operator==(const Self& s)const{return s._node == _node;}};

对于迭代器，还要实现一个const的版本,如果要实现一个const的版本，发现两个类的结构大多相似，这时候就可以利用模版

	template<class T,class Ref,class Ptr>struct list_iterator//迭代器{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> Self;Node* _node;list_iterator(Node* node):_node(node){}Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr 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 s._node != _node;}bool operator==(const Self& s)const{return s._node == _node;}};template<class T>//链表class list{typedef list_node<T> Node;public:typedef list_iterator<T,T&,T*> iterator;typedef list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;list(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(const list<T>& lt){empty();for (auto& e : lt){push_back(e);}}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}private:Node* _head;size_t _size;
};

此时利用三个模版参数就可以实现简洁化

3.4 赋值，clear,size,begin,end,front,back,empty

这几个较简单，不做叙述

	template<class T>//链表class list{typedef list_node<T> Node;public:typedef list_iterator<T,T&,T*> iterator;typedef list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;list(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(const list<T>& lt){empty();for (auto& e : lt){push_back(e);}}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}void clear(){auto it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}// lt1 = lt3void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}iterator begin(){return _head->_next;}iterator end(){return _head;}const_iterator begin() const{return _head->_next;}const_iterator end() const{return _head;}size_t size() const{return _size;}T& front(){return _head->_next->_data;}T& back(){return _head->_prev->_data;}bool empty() const{return _size == 0;}private:Node* _head;size_t _size;};

3.5 insert,erase,push_back,push_front,pop_back,pop_front

对于这些增删查改，可以进行一些复用，insert,erase，这里的插入，删除和链表完全相似，也不做详细叙述

		iterator insert(iterator pos, const T& x){Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* newnode = new Node(x);prev->_next = newnode;newnode->_next = cur;newnode->_prev = prev;cur->_prev = newnode;++_size;return newnode;}void push_back(const T& x){insert(end(), x);}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}iterator 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;return next;}void pop_front(){erase(begin());}void pop_back(){iterator it = end();--it;erase(it);}

3.5 总代码

List.h

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace chuxin
{template<class T>struct list_node//链表的节点{T _data;list_node<T>* _prev;list_node<T>* _next;list_node(const T& data = T()):_data(data), _prev(nullptr), _next(nullptr){}};template<class T,class Ref,class Ptr>struct list_iterator//迭代器{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T,Ref,Ptr> Self;Node* _node;list_iterator(Node* node):_node(node){}Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr 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 s._node != _node;}bool operator==(const Self& s)const{return s._node == _node;}};template<class T>//链表class list{typedef list_node<T> Node;public:typedef list_iterator<T,T&,T*> iterator;typedef list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;list(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(const list<T>& lt){empty();for (auto& e : lt){push_back(e);}}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}void clear(){auto it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}// lt1 = lt3void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}iterator begin(){return _head->_next;}iterator end(){return _head;}const_iterator begin() const{return _head->_next;}const_iterator end() const{return _head;}iterator insert(iterator pos, const T& x){Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* newnode = new Node(x);prev->_next = newnode;newnode->_next = cur;newnode->_prev = prev;cur->_prev = newnode;++_size;return newnode;}void push_back(const T& x){insert(end(), x);}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}iterator 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;return next;}void pop_front(){erase(begin());}void pop_back(){iterator it = end();--it;erase(it);}size_t size() const{return _size;}T& front(){return _head->_next->_data;}T& back(){return _head->_prev->_data;}bool empty() const{return _size == 0;}private:Node* _head;size_t _size;};
}


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