C++ list介绍（迭代器失效）

一、常用接口

reverse逆置
sort排序（默认升序）
仿函数greater<int>
merge合并，可以全部合并，也可以一部分合并
unique：去重（先排序，再去重）
remove：删除e值，而不是erase的pos位置删
splice（粘接）：其实就是transform（转移）
把某个位置i，转移到当前链表的某个position之前

list的sort效率很低，底层用归并，但是数据访问很低，因为是链表
vectror的sort更好一些，因为是连续的空间

二、迭代器封装问题

原生指针就是天生的迭代器（但是前提是物理空间是连续的）
为什么？？
因为解引用就是该数据，++就是下一个数据
但是如果空间是不连续的就会出问题

例如list的原生指针就不能作为迭代器，因为不符合预期
因为list的原生指针式list*，但是list*++是错误的，因为不是连续的空间
解引用list*++，就是在原来地址位置，向后移动一个list类型大小的距离，指向该位置
但是因为不是连续的空间，所以，移动后的list*并不是下一个节点的地址
那怎么办呢？
改造一下
我们用一个类去封装这个原生指针，然后用这个类去控制这个原生指针
重载++list为移动到下一个节点的位置
需要处理的是这个部分

用类封装一个原生指针，这个原生指针也是一个模板
然后重定义这个原生指针为iterator
也就是说，这个itrator就是一个原生指针
这个原生指针也是一个模板
那么，当我们传入任意类型时，原生指针模板就会自动推导出其对应的指针
只是这个指针取了一个别名，叫做iterator，即迭代器
这就充分利用了类型的内涵
也就是说此处的迭代器底层还是一个指针
但是这个指针的行为不符合我们的预期
所以我们需要封装，重载行为

指针是内置类型
前置++和后置++是如何判断的呢？
因为函数重载只看参数列表，返回值不影响
所以，在后置++的重载参数列表加一个占位参数，int
这样就会区别两个函数
迭代器比较：就是比较指针，指针就是地址。地址相等，迭代器相等，否则不等
iterator的特点是不管底层是什么

三、list模拟实现（原码）

insert：
参数为iterator
找到当前的节点
记录前，后，插入即可

erase：参数pos也是iterator指针
删除节点后，当前节点的指针1iterator失效
所以要更新iterator
返回下一个节点的指针

pop_back：删除--end()
end是head，是头节点

resize：尾删和尾插

#pragma once
#include<assert.h>
#include<iostream>
using namespace std;namespace myspace
{//节点template <class T>struct list_node{list_node(const T& val = 0):_date(val), _next(nullptr), _prev(nullptr){}list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;T _date;};//迭代器template <class T, class Ref, class ptr>struct list_iterator{typedef list_node<T> node;typedef list_iterator<T, Ref, ptr> self;//模板推导list_iterator(node* node):_node(node){}//++itself& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//it++self& operator++(int){self tmp = _node;_node = _node->_next;return tmp;}//--itself& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//it--self& operator--(int){self tmp = _node;_node = _node->_prev;return  tmp;}//operatorT& operator*(){return _node->_date;}T* operator->(){return &_node->_date;}bool operator==(const self& it){return _node == it._node;}bool operator!=(const self& it){return _node != it._node;}node* _node;};//反向迭代器template <class T, class Ref, class ptr>struct list_reverse_iterator{typedef list_node<T> node;typedef list_reverse_iterator<T, Ref, ptr> self;//模板推导list_reverse_iterator(node* node):_node(node){}//++itself& operator++(){_node = _node->_prev;return *this;}//it++self& operator++(int){self tmp = _node;_node = _node->_prev;return tmp;}//--itself& operator--(){_node = _node->_next;return *this;}//it--self& operator--(int){self tmp = _node;_node = _node->_next;return  tmp;}//operatorT& operator*(){node* tmp = _node->_prev;_node = _node->_prev;return tmp->_date;}T* operator->(){node* tmp = _node->_prev;_node = _node->_prev;return &tmp->_date;}bool operator==(const self& it){return _node == it._node;}bool operator!=(const self& it){return _node != it._node;}node* _node;};//一般对象的iterator和const对象的const_iterator//由于两者对应的实现不同，因此，一般的方式是写两个类//但是，二者的区别只有*引用和->引用两者的不同//所以，如果要书写两个类，显的臃肿//所以，可以使用模板//在需要的地方使用模板推导template <class T>class list{typedef list_node<T> node;public:typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;//一般对象的iteratortypedef list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;//const对象的iteratortypedef list_reverse_iterator<T, T&, T*> reserve_iterator;//reserve_iteratorvoid empty_init(){node* newnode = new node;newnode->_next = newnode;newnode->_prev = newnode;this->_head = newnode;_size = 0;}void clear(){iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}bool empty(){return size() == 0;}size_t size(){return _size;}list(){empty_init();}//lt1(lt2)//需要重新搞出一个新的list//(this指针就是lt1)list(const list<T>& lt){empty_init();for (auto& e : lt){push_back(e);}}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}iterator begin(){return _head->_next;}iterator end(){return _head;}const_iterator begin() const{return _head->_next;}const_iterator end() const{return _head;}reserve_iterator rbegin(){return _head;}reserve_iterator rend(){return _head->_next;}//void swap(const list<T>& lt)//{//	std::swap(_head,lt._head);//	std::swap(lt._size, _size);//}void push_back(const T& val){insert(_head, val);}void push_front(const T& val){insert(begin(), val);}void pop_back(){erase(_head->_prev);}void pop_front(){erase(begin());}void insert(iterator pos, const T& val){node* tmp = new node(val);node* next = pos._node;node* prev = pos._node->_prev;prev->_next = tmp;tmp->_prev = prev;next->_prev = tmp;tmp->_next = next;++_size;}iterator erase(iterator pos){if (_size == 0)return nullptr;node* cur = pos._node;node* next = cur->_next;node* prev = cur->_prev;next->_prev = prev;prev->_next = next;delete cur;pos = nullptr;--_size;return  next;}private:node* _head;size_t _size;};//打印const对象void print(const list<int>& clt){list<int>::const_iterator it = clt.begin();while (it != clt.end()){cout << *it << " ";}cout << endl;}//正常的增删改void test1(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);lt.insert(lt.begin(), 10);//lt.erase(lt.begin());lt.pop_back();lt.pop_back();lt.pop_back();lt.pop_back();lt.pop_back();lt.pop_back();list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}void test2(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);lt.clear();list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << lt.size() << endl;cout << endl;}void test3(){list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;cout << lt.empty() << endl;}void test4(){list<int>  lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);//list<int>::const_iterator it = lt.begin();//while (it != lt.end())//{//	cout << *it << " ";//	++it;//}cout << endl;cout << lt.empty() << endl;}void print_list(const list<int>& clt){//const对象的迭代器//const_iterator迭代器是一个单独的对象//为了区别于一般对象，单独搞了一个const_iterator类//这个const_iterator类的目的在于，可以正常进行遍历，但是不能对内部的内容进行修改//因为实现方法不同，一个类无法实现，因此可以考虑使用模板list<int>::const_iterator it = clt.begin();while (it != clt.end()){//*it += 10;cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}void test5(){list<int>  lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);lt.push_front(100);//lt.erase(lt.end());lt.pop_back();lt.pop_back();lt.pop_back();lt.pop_front();list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}void test6(){list<int>  lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);list<int> lt2(lt);list<int> lt3;lt3.push_back(10);lt3.push_back(11);lt3.push_back(12);lt3.push_back(13);//lt3.swap(lt2);list<int>::iterator it = lt3.begin();while (it != lt3.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}void test7(){list<int>  lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);list<int>::reserve_iterator rlt = lt.rbegin();while (rlt != lt.rend()){cout << *rlt << " ";}cout << endl;}}

四、相关细节

什么时候用struct，什么时候用class？
数据都是共有的时候就可以使用struct

模拟实现的时候，需要定义一个自己的命名空间，防止和库内冲突
将指针类型设置为模板，因为要支持不同数据的list

typedef ListNode<T> node #意为将节点设置为模板
但是，为了便于理解，我们编写代码的时候，还是使用node，便于理解
但是实际上，这个node其实是一个模板，我们用了一个typedef宏替换实现的
创建一个新节点的时候，也是，直接new node
这样就会直接开辟一个新空间节点出来，一个模板类型的空间节点

模板的理解：很简单
就是多了一个template<class T>而已
然后将对应的东西设置为T，再typedef就是了
例如：我要将list的节点设置为模板，那么：
typedef ListNode<T> node
节点设置为模板：ListNode<T>
换名字：typedef ListNode<T> node
不要把模板看的这么复杂
也不要吧typedef看的太复杂

list中at会检查越界，[]不会检查