C++list的模拟实现

链表节点

	template<class T>
	struct ListNode
	{
		ListNode(const T& data = T())
		:	_data(data)
		{

		}
		ListNode<T> * _prev=nullptr;
		ListNode<T> *_next=nullptr;
		T _data;
	};

因为之后要访问这个类的成员变量函数和结构体，所以在这里将class直接改为struct 构造函数

 成员变量：

typedef  ListNode<T> Node;

typedef ListIterator<T> iterator;
typedef ListconstIterator<T> const_iterator;

Node* _head;

该链表的实现是带头双向循环链表

迭代器的实现：

因为list不像vector和string那样开连续的空间，不能直接++访问下一个节点，所以这里设置迭代器时要另外封装一个类来实现

iterator:

	template<class T>
	class ListIterator 
	{
	public:
		typedef ListNode<T> Node;
		Node* _node;
		ListIterator(Node* node)
			:_node(node)//用node初始化
		{}
		ListIterator<T> operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}
		ListIterator<T> operator++(int)
		{
			ListIterator<T> tem(*this);
			_node = _node->_next;
			return tem;
		}
		ListIterator<T> operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}
		bool operator!=(ListIterator<T> it)
		{
			return _node != it._node;
		}
		bool operator==(ListIterator<T> it)
		{
			return _node == it._node;
		}
		ListIterator<T> operator--(int)
		{
			ListIterator<T> tem(*this);
			_node = _node->_prev;
			return tem;
		}
		T& operator *()
		{
			return _node->_data;
		}
		T* operator->()
		{
			return &(_node->_data);
		}
	};

 const_iterator:

	template<class T>
	class ListconstIterator
	{
	public:
		typedef ListNode<T> Node;
		Node* _node;
		ListconstIterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}
		ListconstIterator<T> operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}
		ListconstIterator<T> operator++(int)
		{
			ListconstIterator<T> tem(*this);
			_node = _node->_next;
			return tem;
		}
		ListconstIterator<T> operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}
		bool operator!=(ListconstIterator<T> it)
		{
			return _node != it._node;
		}
		bool operator==(ListconstIterator<T> it)
		{
			return _node == it._node;
		}
		ListconstIterator<T> operator--(int)
		{
			ListconstIterator<T> tem(*this);
			_node = _node->_prev;
			return tem;
		}
		const T& operator *()
		{
			return _node->_data;
		}
		const T* operator->()//指向内容不能修改
		{
			return &(_node->_data);
		}
	};

 对const_iterator的实现，因为指向内容不能修改，所以又封装了一个类来实现，其实还有另一种方法更为便捷，那就是增加两个模版参数

	template<class T,class Ptr,class Ref>
	class ListIterator 
	{
	public:
		typedef ListNode<T> Node;
		Node* _node;
		ListIterator(Node* node)
			:_node(node)//用node初始化
		{}
		ListIterator<T,Ptr,Ref> operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}
		ListIterator<T, Ptr, Ref> operator++(int)
		{
			ListIterator<T, Ptr, Ref> tem(*this);//拷贝构造，浅拷贝
			_node = _node->_next;
			return tem;
		}
		ListIterator<T, Ptr, Ref> operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}
		bool operator!=(ListIterator<T, Ptr, Ref> it)
		{
			return _node != it._node;
		}
		bool operator==(ListIterator<T, Ptr, Ref> it)
		{
			return _node == it._node;
		}
		ListIterator<T, Ptr, Ref> operator--(int)
		{
			ListIterator<T, Ptr, Ref> tem(*this);//拷贝构造，浅拷贝,不需要写赋值和拷贝构造，都是浅拷贝
			_node = _node->_prev;
			return tem;
		}
		Ptr operator *()
		{
			return _node->_data;
		}
		Ref operator->()
		{
			return &(_node->_data);
		}
	};

        typedef ListIterator<T,T* , T&> iterator;
        typedef ListIterator<T,const T*,const T&> const_iterator;

增加两个模板参数后，编译器进行实例化时会帮你生成两个类

 需要注意的几点：

1.这个类不用自己写拷贝构造和赋值运算符重载，因为编译器会默认生成，仅仅浅拷贝就7可以了

2.对->运算符的解释:

	class Pos
	{
	public:
		Pos(int x=0,int y=0)
			:_x(x),_y(y)
		{
		}
	//private:
		int _x;
		int _y;
	};
	void test3()
	{
		list<Pos> lt;
		lt.push_back(Pos(1,1));
		lt.push_back(Pos(2, 2));
		lt.push_back(Pos(3, 3));
		lt.push_back(Pos(4, 4));
		list<Pos>::iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			//cout << *it << " ";错误
			//cout << it.operator->()->_x<<" "<<it.operator->()->_y << " ";
			cout << it->_x<<it->_y;//与上面等价
			it++;
		}
		cout << endl;
	}

当自定义类型没有重载流插入不能够直接打印数据，但调用->可以很好地解决问题，其实it->_x与it.operator->()->_x等价，只写一个->是为了可读性

构造： 

		void Init_list()
		{
			_head = new Node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}
		list()
		{
			Init_list();
		}

		 list(initializer_list<T> il)
		 {
			 Init_list();//先创造一个头结点
			 for (const auto& e : il)
			 {
				 push_back(e);
			 }
		 }

 拷贝构造：

		 list(const list<T>& lt)
		{
			 Init_list();
			 for (const auto& e : lt)
			 {
				 push_back(e);
			 }
		}

赋值运算符重载：

		list<T>& operator=( list<T> lt)
		{
			std::swap(lt._head, _head);
			return *this;
		}

 析构函数：

	~list()
	{
		clear();
		delete _head;
		_head = nullptr;
	}
	void clear()
	{
		iterator it = begin();
		while (it != end())
		{
			it=erase(it);
		}
	}

 push_back:

	void push_back(const T& val)
	{
		Node* newnode = new Node(val);
		newnode->_next = _head;
		newnode->_prev = _head->_prev;
		_head->_prev->_next = newnode;
		_head->_prev = newnode;
	}

pop_back:

		void pop_back()
		{
			Node* tem = _head->_prev;
			_head->_prev->_prev->_next = _head;
			_head->_prev = _head->_prev->_prev;
			delete tem;
			tem = nullptr;
		}

insert:

	iterator insert(iterator pos, const T& val)
	{
		Node* newnode = new Node(val);
		Node* pcur = pos._node;
		newnode->_next = pcur;
		newnode->_prev = pcur->_prev;
		pcur->_prev->_next = newnode;
		pcur->_prev = newnode;
		return iterator(newnode);
	}

这里的插入不会出现迭代器失效问题 

erase:

		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos != end());
			Node* pcur = pos._node;
			Node* next = pcur->_next;
			pcur->_prev->_next = pcur->_next;
			pcur->_next->_prev = pcur->_prev;
			delete pcur;
			pcur = nullptr;
			return iterator(next);
		}

erase会出现迭代器失效问题，该函数返回删除位置的下一个位置的迭代器，所以进行删除后要及时更新迭代器 

 push_front:

		void push_front(const T& val)
		{
			insert(begin(), val);
		}

pop_front:

		void pop_front()
		{
			assert(begin() != end());
			erase(begin());
		}