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前言

一、list节点类

二、迭代器类

 三、list类

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前言

在string与vector这类存储内存连续的容器中，iterator直接使用指针作为底层即可。但对于list这种存储内存不连续的容器，就不可能使用指针作为底层了。

本文我们将通过对list的学习及模拟实现深入了解iterator。

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一、list节点类

先创建一个链表节点类。（注：C++中struct和class相似，struct中所有默认为public成员）

//节点类
template<class T>
struct ListNode
{ListNode<T>* _prev;ListNode<T>* _next;T _val;ListNode(const T& value = T()): _prev(nullptr), _next(nullptr), _val(value){}
};

二、迭代器类

为了方便像指针一样使用迭代器，需要对专门定义一个迭代器类，并对' * '、' ++ '、' -- '、' == '与' != '运算符进行重载。

//迭代器类
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct ListIterator
{typedef ListNode<T> Node;typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;ListIterator(Node* pNode = nullptr):_pNode(pNode){}ListIterator(const Self& l){_pNode = l._pNode;}Ref operator*(){return _pNode->_val;}Ptr operator->(){return &_pNode->_val;}Self& operator++(){_pNode = _pNode->_next;return *this;}Self operator++(int){Self tmp(*this);_pNode = _pNode->_next;return tmp;}Self& operator--(){_pNode = _pNode->_prev;return *this;}Self& operator--(int){Self tmp(*this);_pNode = _pNode->_prev;return tmp;}bool operator!=(const Self& l){return l._pNode != _pNode;}bool operator==(const Self& l){return l._pNode == _pNode;}Node* _pNode;};

 三、list类

完成了一、二两章的准备工作，我们很简单的就可以写出一个list类。

template<class T>
class list
{typedef ListNode<T> Node;typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;typedef ListIterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
public:///// List的构造list(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(int n, const T& value = T()){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;while (n--){insert(end(), value);}}template <class Iterator>list(Iterator first, Iterator last){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;while (first != last){insert(end(), *first);++first;}}list(const list<T>& l){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;for (auto e : l){push_back(e);}}list<T>& operator=(const list<T> l){swap(l);return *this;}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}///// List Iteratoriterator begin(){return _head->_next;}iterator end(){return _head;}const_iterator begin() const{return _head->_next;}const_iterator end() const{return _head;}///// List Capacitysize_t size()const{return _size;}bool empty()const{return _size == 0;}// List AccessT& front(){return begin()->_val;}const T& front()const{return begin()->_val;}T& back(){return end()->_prev->_val;}const T& back()const{return end()->_prev->_val;}// 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* node = new Node(val);Node* cur = pos._pNode;Node* next = cur->_next;Node* prev = cur->_prev;node->_prev = prev;prev->_next = node;node->_next = cur;cur->_prev = node;++_size;return pos;}// 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._pNode;Node* next = cur->_next;Node* prev = cur->_prev;delete cur;prev->_next = next;next->_prev = prev;--_size;return iterator(next);}void clear(){iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}void swap(list<T>& l){std::swap(_head, l._head);std::swap(_size, l._size);}private:Node* _head;size_t _size;
};