链表（list）——C++实现
C++内list采用双向链表，重新实现自己的list
1 /************************************************************************/ 2 /*对list的实现，采用的是双向链表，C++标准库中使用的也是双向链表 */ 3 /************************************************************************/ 4 5 #ifndef LIST_H 6 #define LIST_H 7 8 namespace stl 9 { 10 template <typename Object> 11 class List 12 { 13 //public members 14 public: 15 //构造函数 16 List() : theSize(0) 17 { 18 init(); 19 } 20 21 //拷贝构造函数 22 List(const List & L) 23 { 24 //需要深层次的拷贝 25 init(); 26 this->operator=(L); 27 } 28 29 //重载赋值运算符 30 const List & operator = (const List & L) 31 { 32 if (this == &L) 33 { 34 return *this; 35 } 36 //形参List是const类型的，因此只能调用const版本的函数 37 //将元素一个个拷贝，不拷贝节点，节点在init函数中 38 for (const_iterator from = L.begin(); from != L.cend(); ++from) 39 { 40 push_back(*L); 41 } 42 return *this; 43 } 44 45 bool operator == (const List & L) 46 { 47 return head == L.head && tail == L.tail && theSize == L.theSize; 48 } 49 50 //析构函数 51 ~List() 52 { 53 //删除元素 54 Node* temp = head->next; 55 Node* tempNext = temp->next; 56 while (temp != tail) 57 { 58 delete temp; 59 temp = tempNext; 60 } 61 //删除头结点和尾节点 62 delete head; 63 delete tail; 64 } 65 66 void init() 67 { 68 head = new Node; 69 tail = new Node; 70 head->next = tail; 71 tail->prev = head; 72 } 73 74 public: 75 /************************************************************************/ 76 /* 说 明：迭代器类的定义 77 /* 时 间：2016.10.27 78 /************************************************************************/ 79 class const_iterator 80 { 81 public: 82 //构造函数，带默认值为NULL 83 const_iterator(Node* n = NULL) 84 :current(n){ } 85 86 //重载取引用操作符，解引用操作符是无参的 87 const Object& operator * () const 88 { 89 retrieve(); 90 } 91 92 //重载++，返回的还是迭代器，current发生了改变，不能申明为const 93 //返回增加后的引用 94 const_iterator & operator ++ () 95 { 96 current = current->next; 97 return *this; 98 } 99 100 //后置，为了与内部保持一致，返回之前的值 101 const_iterator & operator ++ (int) 102 { 103 const_iterator ret = *this; 104 ++*this; 105 return ret; 106 } 107 108 bool operator == (const const_iterator & iter) const 109 { 110 return current == iter.current; 111 } 112 113 bool operator != (const const_iterator & iter) const 114 { 115 return ! (this->operator== (iter)); 116 } 117 protected: 118 //定义一个Node*的变量来保存迭代器的位置，申明为protected是为了派生类能访问到 119 Node* current; 120 121 //返回迭代器所指节点数据对象的引用,不改变const_iterator的任何数据，定义为const 122 //该函数只在内部使用，申明为protected为了派生类能使用 123 const Object & retrieve() const 124 { 125 return current->data; 126 } 127 const_iterator( Node* p ) : current(p) { } 128 129 //为了能访问List<Object>的成员变量，将其申明为const_iterator的友元 130 friend class List<Object>; 131 }; 132 133 134 //从const_iterator继承过来 135 class iterator : public const_iterator 136 { 137 public: 138 iterator(); 139 ~iterator(); 140 //重载取引用操作符，解引用操作符是无参的 141 Object& operator * () const 142 { 143 retrieve(); 144 } 145 146 iterator & operator ++ () 147 { 148 current = current->next; 149 return *this; 150 } 151 152 //后置，为了与内部保持一致，返回之前的值 153 iterator & operator ++ (int) 154 { 155 const_iterator ret = *this; 156 ++*this; 157 return ret; 158 } 159 protected: 160 iterator(Node* p) : const_iterator (p) { } 161 }; 162 163 /************************************************************************/ 164 /* 函数名：begin end成员 165 /* 时 间：2016.10.27 166 /************************************************************************/ 167 iterator begin() 168 { 169 return iterator(head->next); 170 } 171 172 iterator end() 173 { 174 return iterator(tail); 175 } 176 177 const_iterator cbegin() const 178 { 179 return const_iterator(head->next); 180 } 181 182 const_iterator cend() const 183 { 184 return const_iterator(tail); 185 } 186 187 188 /************************************************************************/ 189 /* 说 明：赋值和swap 190 /* 时 间：2016.10.27 191 /************************************************************************/ 192 193 /************************************************************************/ 194 /* 说 明：容器大小操作 195 /* 时 间：2016.10.27 196 /************************************************************************/ 197 //size函数 198 int Size() const 199 { 200 return theSize; 201 } 202 203 bool Empty() const 204 { 205 return Size() == 0; 206 } 207 208 209 210 /************************************************************************/ 211 /* 说 明：向容器添加元素 212 /* 时 间：2016.10.27 213 /************************************************************************/ 214 void push_back(const Object& obj) 215 { 216 insert(end(), obj); 217 } 218 219 220 void push_front(Object obj) 221 { 222 insert(begin(), obj); 223 } 224 225 iterator insert(iterator it, const Object & obj) 226 { 227 Node* p = it.current; 228 Node* node = new Node(obj, p->prev, p); 229 p->prev->next = node; 230 p->prev = node; 231 //大小加一 232 ++theSize; 233 return iterator(node); 234 //牛掰写法：return iterator(p->prev = p->prev->next = new Node(obj, p->prev, p)); 235 } 236 237 /************************************************************************/ 238 /* 说 明：访问元素 239 /* 时 间：2016.10.27 240 /************************************************************************/ 241 Object & front() const 242 { 243 return head->next->data; 244 } 245 246 const Object & front() const 247 { 248 return head->next->data; 249 } 250 251 Object & back() const 252 { 253 return tail->prev->data; 254 } 255 256 const Object & back() const 257 { 258 return tail->prev->data; 259 } 260 261 /************************************************************************/ 262 /* 说 明：删除元素 263 /* 时 间：2016.10.27 264 /************************************************************************/ 265 void pop_front() 266 { 267 Node* temp = head->next; 268 temp->next->prev = head; 269 head->next = temp->next; 270 delete temp; 271 theSize--; 272 } 273 274 void pop_back() 275 { 276 erase(--end()); 277 } 278 279 iterator erase(iterator itr) 280 { 281 Node* temp = itr.current; 282 iterator ret = ++itr; 283 temp->prev->next = temp->next; 284 temp->next->prev = temp->prev; 285 delete temp; 286 theSize--; 287 return ret; 288 } 289 290 iterator erase(iterator itr1, iterator itr2) 291 { 292 iterator to = ++itr2; 293 for (iterator i = itr1; i != to; ) 294 { 295 i = erase( i ); 296 } 297 return i; 298 } 299 300 private: 301 //定义节点 302 struct Node 303 { 304 Object data; 305 Node* prev; 306 Node* next; 307 //结构体的构造函数 308 Node(Object obj = Object(), Node* p = NULL, Node* n = NULL) 309 :data(obj), prev(p), next(n){ } 310 }; 311 Node* head; //头结点 312 Node* tail; //尾节点 313 int theSize; 314 }; 315 } 316 #endif
