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一：list介绍以及使用
1.list介绍
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- list是可以在常数范围内（ 时间复杂度为O(1) ）在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代(双向迭代器)。
- list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
- list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
- 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
- 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)
2.基本用法
①list构造方式
list<int> l1;// 构造空的l1
list<int>l2(4,100);// l2中放4个值为100的元素
list<int>l3(l2.begin(), l2.end());// 用l2的[begin(), end()）左闭右开的区间构造l3
list<int>l4(l3);// 用l3拷贝构造l4// 以数组为迭代器区间构造l5int array[]={16,2,77,29};
list<int>l5(array, array +sizeof(array)/sizeof(int));// 列表格式初始化C++11
list<int> l6{1,2,3,4,5};
②list迭代器的使用
此处，大家可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点。
【注意】
- begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
- rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动
intmain(){// 创建一个整数列表，并初始化列表
list<int> mylist ={1,2,3,4,5};// 使用 begin() 和 end() 迭代器遍历列表
cout <<"使用 begin() 和 end():"<< endl;for(list<int>::iterator it = mylist.begin(); it != mylist.end();++it){
cout <<*it <<" ";// 输出当前迭代器指向的元素}
cout << endl;// 使用 rbegin() 和 rend() 迭代器反向遍历列表
cout <<"使用 rbegin() 和 rend():"<< endl;for(list<int>::reverse_iterator rit = mylist.rbegin(); rit != mylist.rend();++rit){
cout <<*rit <<" ";// 输出当前反向迭代器指向的元素}
cout << endl;return0;}
③容量
list<int> v1;if(v1.empty()){
cout <<"空";}
cout << endl;
list<int> v2{1,2,3,4};
cout << v2.size();
④元素访问
intmain(){// 创建一个整数列表，并初始化列表
list<int> mylist ={10,20,30,40,50};// 使用 front() 返回列表的第一个节点中值的引用
cout <<"列表的第一个元素: "<< mylist.front()<< endl;// 使用 back() 返回列表的最后一个节点中值的引用
cout <<"列表的最后一个元素: "<< mylist.back()<< endl;// 修改第一个和最后一个元素的值
mylist.front()=100;
mylist.back()=500;// 输出修改后的列表
cout <<"修改后的列表: ";for(constauto& value : mylist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;return0;}
⑤插入和删除
push_back/pop_back/push_front/pop_front
voidPrintList(const list<int>& l){// 注意这里调用的是list的 begin() const，返回list的const_iterator对象for(list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end();++it){
cout <<*it <<" ";// *it = 10; 编译不通过}
cout << endl;}// push_back/pop_back/push_front/pop_frontvoidTestList3(){int array[]={1,2,3};
list<int>L(array, array +sizeof(array)/sizeof(array[0]));// 在list的尾部插入4，头部插入0
L.push_back(4);
L.push_front(0);PrintList(L);// 删除list尾部节点和头部节点
L.pop_back();
L.pop_front();PrintList(L);}
insert/erase
voidTestList4(){int array1[]={1,2,3};
list<int>L(array1, array1 +sizeof(array1)/sizeof(array1[0]));// 获取链表中第二个节点auto pos =++L.begin();
cout <<*pos << endl;// 在pos前插入值为4的元素
L.insert(pos,4);PrintList(L);// 在pos前插入5个值为5的元素
L.insert(pos,5,5);PrintList(L);// 在pos前插入[v.begin(), v.end)区间中的元素
vector<int> v{7,8,9};
L.insert(pos, v.begin(), v.end());PrintList(L);// 删除pos位置上的元素
L.erase(pos);PrintList(L);// 删除list中[begin, end)区间中的元素，即删除list中的所有元素
L.erase(L.begin(), L.end());PrintList(L);}
⑥其他操作
resize/swap/clear
#include<iostream>#include<list>usingnamespace std;intmain(){// 创建一个包含初始值的列表
list<int> mylist ={10,20,30,40,50};
cout <<"初始列表: ";for(constauto& value : mylist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;// 使用 resize 改变列表的大小
mylist.resize(3);// 将列表缩小到3个元素
cout <<"使用 resize 缩小列表后: ";for(constauto& value : mylist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;
mylist.resize(5,100);// 将列表扩展到5个元素，新元素的值为100
cout <<"使用 resize 扩展列表后: ";for(constauto& value : mylist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;// 创建另一个列表并交换内容
list<int> otherlist ={1,2,3};
cout <<"另一个列表: ";for(constauto& value : otherlist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;
mylist.swap(otherlist);// 交换两个列表的内容
cout <<"使用 swap 交换后，mylist: ";for(constauto& value : mylist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;
cout <<"使用 swap 交换后，otherlist: ";for(constauto& value : otherlist){
cout << value <<" ";}
cout << endl;// 使用 clear 清空列表
mylist.clear();
cout <<"使用 clear 清空列表后，mylist 为空，大小为: "<< mylist.size()<< endl;return0;}
3.list与vector对比
vector与list都是STL中非常重要的序列式容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及应用场景不同，其主要不同如下：
vectorlist底层结构动态顺序表，一段连续空间带头结点的双向循环链表随机访问支持随机访问，访问某个元素效率O(1)不支持随机访问，访问某个元素效率O(N)插入和删除任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空<间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1)空间利用率底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率高，缓存利用率高底层节点动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低迭代器原生态指针对原生态指针(节点指针)进行封装迭代器失效在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失效插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效，其他迭代器不受影响场景使用需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效率大量插入和删除操作，不关心随机访问
二：list模拟实现
1.基本框架
list模拟实现的代码由三部分组成，内容较多，为了便于理解这里先提前介绍大致框架，后面再对每一部分详细讲解。
分为以下几大部分：
- 节点结构体模板
- __list_iterator 结构体模板
- list结构体模板（由一个个节点组成）
- 测试函数
1.首先，我们定义了一个节点结构体模板 ListNode，它包含：
- ListNode* 类型的 _next 和 _prev 指针，分别指向前后节点。
- T 类型的 _data，存放节点的数据。
- ListNode 的构造函数初始化这些成员。
2.然后，我们定义了一个模板结构体 __list_iterator，用于实现链表的迭代器。这个迭代器包含：
- 一个指向当前节点的指针 _node。
- 构造函数、前置和后置 ++、-- 运算符重载、解引用运算符、相等和不相等比较运算符等操作。
为了简化代码，__list_iterator 使用了两个 typedef：
- 将 ListNode 重命名为 Node。
- 将 __list_iterator<T, Ref, Ptr> 重命名为 self。
3.接下来，我们实现了 list 结构体模板。
- 它包含一个带哨兵位的头结点 _head，类型为 Node* 。通过这个头结点以及迭代器指向的各个节点，形成一个带头的双向循环链表。
- 在 list 中，我们将 __list_iterator<T, T&, T*> 重命名为 iterator，将 __list_iterator<T, const T&, const T*> 重命名为 const_iterator，一种是普通迭代器，一种是常量迭代器，以便用户更方便地使用迭代器。
通过这些定义，我们实现了一个功能完整的双向循环链表，并且提供了迭代器接口，使得用户可以方便地遍历和操作链表中的元素。
这个结构通过 ListNode 实现了双向节点连接，通过 __list_iterator 实现了链表的遍历和操作接口，并通过 list 结构体模板实现了整体的双向循环链表功能。测试函数用于验证各部分的功能和接口是否正常运行。
节点类
template<classT>//每个模板类或模板函数的定义都需要用 template<class T> 来声明。这样做的原因是为了告诉编译器这个类或函数是一个模板，且它是依赖于一个类型参数 TstructListNode{//成员函数ListNode(const T& val =T());//构造函数
ListNode<T>* _next;/// 指向下一个节点的指针
ListNode<T>* _prev;// 指向上一个节点的指针
T _data;// 节点存储的数据};
迭代器类
template<classT,classRef,classPtr>struct__list_iterator{typedef ListNode<T> Node;// 定义节点类型的别名typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self;// 定义迭代器类型的别名//__list_iterator 被定义为一个模板结构体，并且引入了三个模板参数：T, Ref, 和 Ptr。//通过不同的类型实例化 Ref 和 Ptr，我们可以区分出普通迭代器和常量迭代器。//构造函数，接受一个节点指针__list_iterator(Node* x);// 前置++运算符重载，使迭代器指向下一个节点。//++it
self&operator++();//it++
self operator++(int);
self&operator--();
self operator--(int);
Ref operator*();
Ptr operator->();booloperator!=(const self& s);booloperator==(const self& s);
Node* _node;// 指向链表节点的指针};
list类
template<classT>classlist{public:typedef ListNode<T> ListNode;typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;typedef _list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;//默认成员函数//构造list();list(size_t n,const T& val =T());list(int n,const T& val =T());template<classInputIterator>//取名为InputIterator说明可以用任意类型的迭代器构造list(InputIterator first, InputIterator last);//拷贝构造list(const list<T>& lt);//赋值运算符重载
list<T>&operator=(const list<T>& lt);//析构~list();//迭代器相关函数//正向迭代器
iterator begin();
iterator end();
const_iterator begin()const;
const_iterator end()const;//访问容器相关函数
T&front();
T&back();const T&front()const;const T&back()const;//插入、删除函数
iterator insert(iterator pos,const T& x);
iterator erase(iterator pos);voidpush_back(const T& x);voidpop_back();voidpush_front(const T& x);voidpop_front();//其他函数
size_t size()const;voidresize(size_t n,const T& val =T());voidclear();boolempty()const;voidswap(list<T>& lt);private:
ListNode* _head;//指向链表头结点的指针};
2.节点结构体模板
实现一个
list
实际上是实现一个带头双向循环链表。首先，需要定义一个结点类，每个结点应存储以下信息：数据、前驱指针和后继指针。
对于结点类的成员函数，只需实现一个构造函数即可，因为结点类的唯一职责是根据数据构造结点。结点的释放操作由
list
类的析构函数统一管理，不需要在结点类中单独实现。
原因如下：
结点类的析构函数
结点类不需要单独的析构函数，因为：
- 自动内存管理：C++的内存管理机制会自动调用析构函数来释放对象的内存。在结点类中，通常不涉及动态内存分配（如使用
new创建成员），因此不需要特别的内存释放操作。- 链表类负责内存管理：链表类（如
list）会在其析构函数中遍历所有结点并删除它们，确保所有结点的内存被正确释放。
结点的创建和销毁
在链表的操作中，结点的创建和销毁是由链表类控制的：
- 创建结点：在需要添加新结点时，链表类会使用结点类的构造函数创建新结点。
- 销毁结点：在链表类的析构函数或其他删除操作中，会遍历所有结点并删除它们，从而调用每个结点的析构函数。
template<classT>//每个模板类或模板函数的定义都需要用 template<class T> 来声明。//这样做的原因是为了告诉编译器这个类或函数是一个模板，且它是依赖于一个类型参数 TstructListNode{//成员函数ListNode(const T& val =T())//构造函数{:_val(val),_prev(nullptr),_next(nullptr)}//使用默认参数 T() 初始化 _data，并将 _next 和 _prev 初始化为 nullptr
ListNode<T>* _next;/// 指向下一个节点的指针
ListNode<T>* _prev;// 指向上一个节点的指针
T _data;// 节点存储的数据};
ListNode(const T& x = T()) 必须加上 =T() !!!
默认参数的提供：
- 构造函数中的 = T() 表示如果调用者在创建 ListNode 对象时没有提供参数 x，则会使用 T() 这个默认值来初始化 _data 成员变量。
- 灵活性：这种构造函数提供了更大的灵活性。如果调用者提供了参数 x，则会使用提供的值来初始化节点的 _data 成员；如果没有提供参数 x，则会使用 T() 的默认构造函数生成一个默认值来初始化 _data。
- 适用性：对于链表节点来说，可能存在需要默认构造的情况，例如默认构造一个空节点或者默认值为特定类型的情况。通过提供默认参数，可以简化在某些场景下节点的创建。
为什么ListNode* _prev; 要加？？？
模板类 ListNode 是一个通用类型，它可以被实例化为不同的数据类型。加上 是为了告诉编译器 _next 是一个指向相同类型的 ListNode 实例的指针。
这里，ListNode 是一个模板类，它可以用任何类型的 T 来实例化。例如，你可以有一个 ListNode 用于整数类型，或者一个 ListNode 用于浮点数类型。
ListNode* intNode;
ListNode* doubleNode;
在模板类的内部，也需要指定具体类型。例如，当定义 _next 指针时，需要明确它指向的是哪种类型的 ListNode，因此使用 ListNode*。如果不加 ，编译器将不知道 _next 是指向哪个具体实例化类型的 ListNode。比如：
ListNode<int> node;
node._next =newListNode<int>(5);// 正确，_next 是指向 ListNode<int> 的指针
ListNode<double> dnode;
dnode._next =newListNode<double>(3.14);// 正确，_next 是指向 ListNode<double> 的指针
结构体（struct）？？？
是一种自定义数据类型，用于将多个相关的变量组合在一起。结构体可以包含基本数据类型、指针、引用、其他结构体、类等成员。与类（class）的主要区别在于结构体的默认访问控制是公有的（public），而类的默认访问控制是私有的（private）。
带有构造函数的结构体：结构体可以包含构造函数，用于初始化成员变量。函数名就是结构体名
3.__list_iterator 结构体模板
迭代器有两种实现方式，根据容器底层的数据结构进行选择：
- 原生指针：例如，
vector和string的底层是连续的物理内存空间。 -vector和string的迭代器实际上是原生指针，因为它们的数据存储在连续的内存空间中。通过指针的自增、自减以及解引用操作，我们可以对相应位置的数据进行操作。 - 封装指针：对于不连续的存储结构，需要将原生指针封装成迭代器类。 - 由于迭代器的使用形式与指针完全相同，因此在自定义迭代器类中必须实现以下功能： - 解引用：必须重载
operator*()。- 成员访问：必须重载operator->()。- 向后移动：必须重载operator++()和operator++(int)。- 向前移动（如双向链表）：重载operator--()和operator--(int)。- 比较操作：需要重载operator==()和operator!=()。
对于
list
来说，其各个结点在内存中的位置是随机的，并非连续存储。因此，不能通过简单的指针自增、自减和解引用操作对结点进行操作。
迭代器的意义在于，让用户可以不必关心容器的底层实现，通过统一的方式访问容器内的数据。因为
list
的结点指针不满足迭代器的定义，我们需要对结点指针进行封装，对各种运算符进行重载。
总结：
list
的迭代器实际上就是对结点指针的封装，通过重载各种运算符，使得结点指针的行为看起来和普通指针一样。例如，对结点指针自增后可以指向下一个结点
p = p->next
。
①模板参数说明
template<class T, class Ref, class Ptr>
typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self; // 定义迭代器类型的别名
__list_iterator 被定义为一个模板结构体，并且引入了三个模板参数：T, Ref, 和 Ptr。通过不同的类型实例化 Ref 和 Ptr，我们可以区分出普通迭代器和常量迭代器。
- 对于普通迭代器，Ref 是 T& ，所以 operator*() 返回节点数据的引用，允许修改数据。
- 对于常量迭代器，Ref 是 const T& ，所以 operator*() 返回节点数据的常量引用，不允许修改数据。
- 对于普通迭代器，Ptr 是 T* ，所以 operator->() 返回指向节点数据的指针，允许通过指针修改数据。
- 对于常量迭代器，Ptr 是 const T* ，所以 operator->() 返回指向节点数据的常量指针，不允许通过指针修改数据。
②构造函数
//构造函数，接受一个节点指针__list_iterator(Node* x):_node(x){}
__list_iterator 的构造函数接受一个指向 ListNode 的指针 x，然后将 _node 成员变量初始化为 x。因此，每个 __list_iterator 对象都包含一个指向 ListNode 的指针 _node。
另外：构造函数的名字必须与类的名字完全相同，不能使用类型的别名代替构造函数的名字。 上面self(Node* x) 是错的
③迭代器类：拷贝构造、赋值操作、析构函数的说明
- 拷贝构造函数、赋值操作符和析构函数的必要性在迭代器类中，拷贝构造函数、赋值操作符和析构函数的实现通常取决于迭代器的成员变量类型。如果迭代器的成员变量是指针（或者其他内置类型），且不需要进行复杂的资源管理，通常可以依赖编译器自动生成的默认版本。
- 拷贝构造函数：拷贝构造函数的作用是创建一个新的迭代器对象，该对象是另一个迭代器对象的副本。在迭代器中，成员变量是指针（内置类型），默认生成的拷贝构造函数将进行浅拷贝（即直接复制指针的值）。这种浅拷贝在大多数情况下足够，因为迭代器通常只是指向某个容器内的结点，不管理结点的生命周期。
- 赋值操作符：赋值操作符用于将一个迭代器对象的值赋给另一个迭代器对象。由于迭代器的成员变量是指针，默认生成的赋值操作符也会进行浅拷贝，这样的行为是合适的。
- 析构函数：析构函数负责清理对象使用的资源。由于迭代器只负责访问和修改链表的结点，而结点的内存管理是由链表（
list）负责的，因此迭代器本身不需要释放这些结点的内存。链表的析构函数会处理结点的释放。因此，迭代器的析构函数可以留给编译器自动生成的默认版本。
- 拷贝构造函数的应用示例
list<int>::iterator it = lt.begin();
这里的
it
是通过拷贝构造函数创建的。
lt.begin()
返回一个迭代器对象，这个迭代器对象指向链表的第一个结点。
it
通过拷贝构造函数从
lt.begin()
初始化。因为迭代器内部包含的只是指针（浅拷贝足够），所以默认的拷贝构造函数是适用的。
3. 注意点
- 链表的结点与迭代器的关系：迭代器仅用于访问和修改链表的结点，不负责管理结点的内存。链表的析构函数会负责释放结点的内存。
return *this与return this： -return *this：返回当前对象的克隆（值），通常用于返回迭代器对象的副本。-return this：返回当前对象的地址（指针），用于返回当前迭代器对象的指针。这在需要直接操作对象地址时使用。
- **类型别名 **
self
typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> self;
在迭代器类中，我们可能会定义
self
类型别名，以便在代码中更简洁地引用当前迭代器的类型。
self
代表了当前迭代器类的自身类型，这样可以使代码更加清晰和易于维护。
④++运算符和–运算符
前置++
// 前置++运算符重载，使迭代器指向下一个节点。//++it
self&operator++(){
_node = _node->_next;return*this;}
为什么返回引用？
这里的前置++运算符重载返回的是一个引用，即 self & 。它的作用是使迭代器向前移动到下一个节点，并返回移动后的迭代器对象自身。这种形式的重载通常在使用时会直接对迭代器进行修改，并返回修改后的对象的引用，以便支持链式操作。
前置++运算符不需要任何参数，只需将迭代器移动到下一个位置并返回自身的引用即可。具体来说，它会将迭代器所指向的节点指针 _node 移动到下一个节点 _next，然后返回当前对象自身的引用 (*this)。
后置++
//后置++运算符重载，使迭代器指向下一个节点，并返回之前的迭代器//it++
self operator++(int){// 1. 创建一个名为 tmp 的临时迭代器对象，它通过调用 __list_iterator 的拷贝构造函数，用当前迭代器 *this 进行初始化。
self tmp(*this);// 创建一个临时迭代器对象，保存当前迭代器的状态// 2. 将当前迭代器移动到下一个节点
_node = _node->_next;// 3. 返回之前的迭代器状态return*this;}
后置++为什么有(int)？？？
后置++运算符重载接受一个额外的 int 参数（这里没有实际使用它，只是为了区分前置和后置++），并返回一个值而不是引用。
C++中的后置++运算符必须在参数列表中声明一个int类型的参数，以便与前置++运算符进行区分。这种参数实际上并没有用处，只是为了在编译器中区分前置和后置++运算符的不同。没有参数的后置++运算符将会与前置++运算符具有相同的参数列表，这会导致编译器无法正确区分它们，从而导致编译错误。
前置–
self&operator--(){
_node = _node->_prev;return*this;}
后置–
self operator--(int){
self tmp(*this);
_node = _node->_prev;return tmp;}
⑤==和!=
booloperator!=(const self& s){//_node 是指向当前节点的指针，比较 _node 和 s._node 是否相等，如果不相等返回 true，否则返回 false。return _node != s._node;}booloperator==(const self& s){//s是另一个迭代器对象,return _node == s._node;}
⑥*运算符
//这个重载函数的目的是允许通过迭代器访问当前节点的数据。//Ref：表示解引用运算符返回的类型。//
Ref operator*(){return _node->_data;//是指向当前节点存储数据的成员变量 _data。通过返回 _data 的引用，允许用户通过//迭代器解引用（使用 *it）来访问和修改节点中存储的数据。}
⑦->运算符
//Ptr：表示指针访问运算符返回的类型。//返回节点数据的地址
Ptr operator->(){return&_node->_data;}
应用：
classDate{public:Date(int year =0,int month =0,int day =0){
_year = year;
_month = month;
_day = day;}int _year;int _month;int _day;};intmain(){
mylist::list<Date> lt;
Date d1(2023,10,11);
Date d2(2024,6,13);
lt.push_back(d1);
lt.push_back(d2);auto it = lt.begin();while(it != lt.end()){//cout << (*it)._year <<" "<<(*it)._month<< " "<< (*it)._day<<endl;
cout << it->_year <<" "<< it->_month <<" "<< it->_day << endl;
it++;}}
- `(*it)：
it
是一个迭代器，
*it
使用解引用运算符
*
来获取迭代器所指向的
Date
对象。
(*it)
是一个
Date
对象的引用。
(*it)._year**、(*it)._month**、(*it)._day：
通过
(*it)
获取的
Date
对象，可以访问其成员变量
_year
、
_month
和
_day
。这三部分分别获取
Date
对象的年、月和日。
也可以用->直接访问成员
C++ 编译器在处理
it->
(
相当于it.operator->()
)这个表达式时，会进行以下操作：
- 首先，
it->调用operator->()方法。这个方法返回一个Date对象的指针（Date*）。 - 其次，返回的
Date*指针用于访问Date对象的成员，比如it->_year。
为了使代码更加简洁和可读，C++ 编译器允许我们直接使用
it->
来访问数据成员，而无需显式地进行两次箭头运算。这个处理方式避免了冗余的箭头操作，使得代码更为直观。
4.list结构体模板
①默认成员函数
- 构造函数1. 默认构造函数
先构造一个头结点，然后让_next和_prev都指向自己就行了
// 这个以后会经常用到voidempty_init(){//用于创建一个新的链表节点对象，并将 _head 指针指向这个新创建的节点。
_head =new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;}//构造函数list(){empty_init();}
- 构造函数2. 用n个相同的值初始化
list(size_t n,const T& val =T()){empty_init();for(size_t i =0; i < n; i++){push_back(val);}}
- 构造函数3.迭代器区间初始化
//使用迭代器区间初始化template<classInputIterator>//取名为InputIterator说明可以用任意类型的迭代器构造list(InputIterator first, InputIterator last){empty_init();while(first != last){push_back(*first);//复用push_back
first++;}}
template<classInputIterator>
- 目的: 声明一个模板函数，允许使用任意类型的迭代器来初始化
list对象。 - 解释:
InputIterator是一个模板参数，表示输入迭代器类型。这样，构造函数可以接受各种支持迭代器接口的类型（如指针、标准库中的迭代器等）。
list(InputIterator first, InputIterator last)
- 目的: 定义一个构造函数，该构造函数接收两个迭代器
first和last，表示一个迭代器区间。 - 解释: 这两个迭代器标识了区间的起始位置
first和结束位置last。构造函数会从first开始，直到last之前的位置，依次将区间内的元素插入到list中。
构造函数2. 用n个相同的值初始化 和 构造函数3.迭代器区间初始化 在某些情况下可能会发生冲突
voidtest_list(){
mylist::list<int>lt(6,3);for(auto e:lt){
cout<<e<<" ";}
cout<<endl;}
当你写下如下代码：
mylist::list<int> lt(6,3);
你希望使用的是构造函数2，即创建一个包含 6个值 3 的
list
。但是，由于
6
和
3
也可以被视为两个迭代器，编译器可能会错误地选择构造函数3（迭代器区间初始化），因为两个整数也可以被视为迭代器范围。此时会导致编译错误或者运行时错误。
为了避免这种冲突，可以为用
n
个相同的值初始化的构造函数增加一个额外的参数（比如
int
类型的参数），使其更加明确。修改后的构造函数如下：
list(int n,const T& val =T()){empty_init();for(size_t i =0; i < n; i++){push_back(val);}}
- 构造函数4.初始化列表初始化
方法1：迭代器遍历插入
手动遍历初始化列表，通过迭代器逐个插入元素到列表中。实现简单，易于理解，但略显冗长。
list(initializer_list<T> ilt){//使用初始化列表的迭代器进行遍历，从头到尾一个一个元素地插入到列表中。//push_back 函数会将元素添加到列表的末尾。empty_init();
initializer_list<T>::iterator it = ilt.begin();while(it != ilt.end()){push_back(*it);// 复用 push_back 函数
it++;}}
initializer_list<T>是 C++11 引入的一种标准库类型，用于支持初始化列表语法。它使得可以用花括号括起来的逗号分隔列表来初始化对象，如数组、容器或其他类。
initializer_list<T>的概念
initializer_list<T>是一个模板类，允许你传递一个类型为
T的常量数组，并通过迭代器遍历该数组的元素。它主要用于让类或函数能够接受一个花括号包围的元素列表。
使用initializer_list<T>
方法2：范围 for 循环：
使用范围 for 循环遍历初始化列表并插入元素。语法更加简洁，易读性更高。
list(initializer_list<T> ilt){empty_init();for(auto& e : ilt){push_back(e);}//使用范围 for 循环遍历初始化列表中的所有元素，//并使用 push_back 函数将每个元素添加到列表的末尾。这种方式比迭代器遍历更加简洁和易读。}
方法3：现代写法：
利用迭代器初始化的构造函数和
std::swap
进行优化。代码简洁高效，但需要对临时对象和
std::swap
的用法有所了解。
list(initializer_list<T> ilt){empty_init();
list<T>tmp(ilt.begin(), ilt.end());// 复用迭代器初始化的函数，构造出临时对象
std::swap(_head, tmp._head);// 交换哨兵位节点指针}
利用已有的迭代器区间初始化的构造函数，创建一个临时
list
对象
tmp
。这个临时对象
tmp
会包含初始化列表中的所有元素。
交换当前对象的哨兵节点和临时对象
tmp
的哨兵节点。通过这种交换，当前对象的
list
就会包含初始化列表中的所有元素，而
tmp
的哨兵节点会变为空列表的哨兵节点。当
tmp
被销毁时，它的哨兵节点将指向空列表，从而避免访问非法内存。
- 拷贝构造函数
传统写法：
//l1(l2);//拷贝构造(深拷贝) 一个节点一个节点的拷贝list(list<T>& lt){empty_init();for(constauto& e : lt){push_back(e);}}//深拷贝的关键步骤：//节点复制：//每次调用 push_back(e) 时，都创建一个新的 ListNode 对象，//并将 e 的值复制到新节点的 data 成员中。
现代写法：
// 拷贝构造 - 现代写法// lt2(lt1)list(const list<T>& lt){empty_init();
list<T>tmp(lt.begin(), lt.end());// 迭代器区间构造
std::swap(_head, tmp._head);// 交换哨兵位指针}
解释：
list<T> tmp(lt.begin(), lt.end());
这行代码使用迭代器区间
[lt.begin(), lt.end())
来构造一个临时的
list
对象
tmp
。这个临时对象包含了
lt
中的所有元素。
std::swap(_head,tmp._head);
这行代码使用
std::swap
函数交换当前对象的哨兵节点
_head
和临时对象
tmp
的哨兵节点
tmp._head
。
std::swap交换两个指针的值，这意味着现在tmp._head指向了新创建的哨兵节点，而当前对象的_head指向了包含lt元素的节点链表。- 这一步是关键，因为这样一来，当前对象就获得了
tmp中的所有元素，而临时对象tmp在出作用域时会被销毁，其原来的哨兵节点会被释放。 - 赋值运算符重载函数
//l1=l2
list<T>operator=(list<T>& lt){if(this!=<){clear();for(constauto&e :lt){push_back(e);}}}
为什么返回类型是 list &的引用？？？
- 链式调用
返回对当前对象的引用（* this），可以实现链式调用。链式调用允许多个赋值操作连在一起写。例如：
list<int> lt1; list<int> lt2; list<int> lt3; lt1 = lt2 = lt3;在上面的代码中，lt2 = lt3 返回的是 lt2 的引用，接着 lt1 = lt2 也可以正常工作。这种方式使得代码更简洁和直观。
- 提高代码效率
返回引用避免了不必要的对象拷贝。在赋值运算符函数中，返回 * this 的引用，而不是返回一个新的对象，可以减少对象拷贝，提升代码的性能和效率。
- 符合 C++ 的惯例
在 C++ 中，赋值运算符通常返回左值引用，以符合语言习惯和标准库的设计。这样做使得自定义类型的行为与内置类型一致，从而提高代码的可读性和可维护性。
现代写法
同样也是用swap
voidswap(list<T>& tmp){
std::swap(_head, tmp._head);}
list<T>operator=(list<T> lt)//不能用引用{swap(lt);return*this;}
为什么不能传引用？
当我们使用传值时，函数参数
lt会在函数调用时被复制。这个复制操作会创建一个临时对象（拷贝副本），该对象在函数体内可以安全地操作。传值的好处是：
- 异常安全性：如果在复制对象时发生异常，原对象不会受到影响，因为赋值操作还没有进行。
- 自我赋值：通过传值，我们不需要额外检查自我赋值（如
a = a），因为我们在函数体内操作的是拷贝副本。- 简洁的实现：传值和使用
swap技术相结合，使得赋值运算符的实现非常简洁明了。
如果我们传引用，可能会引发一些问题，比如：
- 异常安全性：传引用时，如果在赋值过程中发生异常，原对象的状态可能会变得不一致或部分修改。
- 自我赋值检测：需要额外的代码来检测和处理自我赋值的情况。
- 析构函数
voidclear(){
iterator it =begin();while(it !=end())//begin() 和 end() 方法是属于包含这些方法的类的成员函数，它们在不传递参数的情况下会被假定为作用于当前对象（即 this 指针指向的对象）。{
it =erase(it);//erase 会返回被删除节点的下一个节点}}//erase 会有迭代器失效问题//析构函数//注意析构需要把带哨兵位的头结点也要去掉.和清空不一样~list(){clear();delete _head;
_head =nullptr;}
②迭代器
iterator begin(){//return iterator(_head->_next); 下面这个也可以，因为可以简单点写，因为隐式类型转换， 迭代器是单参数的构造函数？？？return _head->_next;}
iterator end(){return _head;//对于带头节点的双向循环链表，_head 节点实际上是链表的“尾部”。//因为链表的最后一个有效节点的下一个节点是 _head，所以返回 _head 可以表示链表的末尾位置。}
const_iterator begin()const{return _head->_next;}
const_iterator end()const{return _head;}
return _head->_next 和 return iterator(_head->_next) 在某些情况下可以看起来是一样的，但它们的行为是不同的，具体取决于上下文和类型的隐式转换。
/*return _head->_next 和 return iterator(_head->_next) 在某些情况下可以看起来是一样的，但它们的行为是不同的，具体取决于上下文和类型的隐式转换。
return _head->_next假设 _head->_next 是一个 Node * 类型的指针。如果 iterator 类型的构造函数接受 Node * 类型的参数，并且在返回时能够自动转换，那么 return _head->_next 可以看起来像是在返回一个 iterator 对象。实际上，如果 iterator 的构造函数接受 Node * ，_head->_next 会通过这个构造函数隐式地转换为 iterator 类型。return iterator(_head->_next)这是一个显式的构造函数调用，它直接创建一个 iterator 对象，使用 Node * 参数 _head->_next 来初始化它。这里明确地调用了 iterator 的构造函数来创建一个新的 iterator 实例。
③增删查改
//获取第一个数据的内容
T&front(){return*begin();//返回第一个数据的引用}const T&front()const{return*begin();//返回第一个数据的const引用}//获取最后一个数据的内容
T&back(){return*(--end());//返回尾结点数据的引用}const T&back()const{return*(--end());//返回最后一个有效数据的const引用}//头删voidpop_front(){//erase(_head->_next);erase(begin());}//尾删voidpop_back(){//erase(_head->_prev);erase(--end());}//为何用--end()？？？//end() 函数：// end() 函数返回的是指向链表结尾的迭代器，通常是指向哨兵节点（尾后节点）的迭代器。//--end() 操作：// end() 返回的迭代器通常指向链表的尾后位置，即哨兵节点的位置。--end() 操作将这个迭代器前移一个位置，// 指向链表中最后一个实际节点的位置。//头插voidpush_front(const T& x){insert(begin(), x);}//尾插voidpush_back(const T& x){//insert(end(), x); //复用insert的版本//画图看就比较清晰了
Node* newnode =newNode(x);
Node* tail = _head->_prev;//head的前一个节点是尾节点，下一个节点是头结点
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;}//在pos位置插入数据// vector insert会导致迭代器失效// list会不会？不会
iterator insert(iterator pos,const T& x)//返回： 可以简单点写，因为隐式类型转换， 迭代器是单参数的构造函数//push_back 就可以复用insert了{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* newnode =newNode(x);// head------>prev---->cur--->node1--->node2 向右是next 向左是prev// newnode
prev->_next = newnode;
newnode->_prev = prev;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;//return interator(newnode); 也可以 ，为什么？？？return newnode;}//删除pos位置的数据
iterator erase(iterator pos){
Node* cur = pos._node;//. 用于对象，而 -> 用于指针。//pos 是一个迭代器对象，它不是指针。因此我们使用 . 操作符来访问迭代器对象的成员变量 _node。
Node* prev = cur->_prev;
Node* next = cur->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;delete cur;return next;}
④其他操作
size:获取有效数据的个数
//长度
size_t size(){//遍历统计
size_t sz =0;
iterator it =begin();while(it !=end()){++sz;++it;}return sz;}
clear：清空链表内容
voidclear(){// 检查链表是否为空，如果为空则直接返回if(begin()==end()){return;}//begin() 和 end() 方法是属于包含这些方法的类的成员函数，它们在不传递参数的情况下会被假定为作用于当前对象（即 this 指针指向的对象）。
iterator it =begin();while(it !=end()){// 调用 erase 方法并将 it 更新为被删除节点的下一个节点
it =erase(it);//erase 会返回被删除节点的下一个节点}// 哨兵节点重新指向自己，确保后续插入操作不会出错
_head->_prev = _head;
_head->_next = _head;}
empty:判断链表是否为空
boolempty()const{returnbegin()==end();}
swap
swap函数用于交换两个list,list容器当中的成员变量只有指向哨兵位结点的指针,我们将这两个容器当中的哨兵位指针交换即可,
voidswap(list<T>& lt){::swap(_head, lt._head);//直接交换两个容器的哨兵位即可,此处用的是全局域std命名空间里面的swap函数}
resize
voidresize(size_t n,const T& val =T()){// 新大小大于当前大小，添加新节点if(n >size()){for(size_t i =size(); i < n; i++){push_back(val);}}// 新大小小于当前大小，删除多余的节点elseif(n <size()){
iterator it =begin();
size_t pos =0;// 遍历到需要删除的位置while(pos < n && it !=end()){++it;++pos;}// 从当前位置删除到链表末尾while(it !=end()){
it =erase(it);}}}
5.完整代码展示以及详细注释
#pragmaonce#include<assert.h>//这节 简单讲了一下使用，然后大部分是模拟实现。//1. 有个地方要有合适的 构造函数//2.迭代器如何实现+1 如何自动跳到下一个节点的？//———————————————————————————————————————————————————以下部分为便于理解整体逻辑框架结构而写的//分为以下几大部分：//节点结构体模板、__list_iterator 结构体模板、list结构体模板（由一个个节点组成）、测试函数。////———————————————————————————————————————————————————以下部分为便于理解整体逻辑框架结构而写的//分为以下几大部分：// 节点结构体模板// __list_iterator 结构体模板// list结构体模板（由一个个节点组成）// 测试函数//首先，我们定义了一个节点结构体模板 ListNode，它包含：//// ListNode* 类型的 _next 和 _prev 指针，分别指向前后节点。// T 类型的 _data，存放节点的数据。// ListNode 的构造函数初始化这些成员。//然后，我们定义了一个模板结构体 __list_iterator，用于实现链表的迭代器。这个迭代器包含：//// 一个指向当前节点的指针 _node。// 构造函数、前置和后置 ++、-- 运算符重载、解引用运算符、相等和不相等比较运算符等操作。//为了简化代码，__list_iterator 使用了两个 typedef：// 将 ListNode<T> 重命名为 Node。// 将 __list_iterator<T, Ref, Ptr> 重命名为 self。//接下来，我们实现了 list 结构体模板。它包含一个带哨兵位的头结点 _head，类型为 Node* 。通过这个头结点以及迭代器指向的各个节点，形成一个带头的双向循环链表。////在 list 中，我们将 __list_iterator<T, T&, T*> 重命名为 iterator，将 __list_iterator<T, const T&, const T*> 重命名为 const_iterator，//一种是普通迭代器，一种是常量迭代器，以便用户更方便地使用迭代器。////通过这些定义，我们实现了一个功能完整的双向循环链表，并且提供了迭代器接口，使得用户可以方便地遍历和操作链表中的元素。////这个结构通过 ListNode 实现了双向节点连接，通过 __list_iterator 实现了链表的遍历和操作接口，并通过 list 结构体模板实现了整体的双向循环链表功能。测试函数用于验证各部分的功能和接口是否正常运行。//// 声明一个命名空间 mylistnamespace mylist
{// 定义一个模板结构体 ListNode，表示链表的节点template<classT>//每个模板类或模板函数的定义都需要用 template<class T> 来声明。这样做的原因是为了告诉编译器这个类或函数是一个模板，且它是依赖于一个类型参数 TstructListNode{// 构造函数，使用默认参数 T() 初始化 _data，并将 _next 和 _prev 初始化为 nullptrListNode(const T& x =T()):_next(nullptr),_prev(nullptr)//记得加上 ,,_data(x){}
ListNode<T>* _next;/// 指向下一个节点的指针
ListNode<T>* _prev;// 指向上一个节点的指针
T _data;// 节点存储的数据};//ListNode(const T& x = T()) 必须加上 =T() !!!//默认参数的提供：// 构造函数中的 = T() 表示如果调用者在创建 ListNode 对象时没有提供参数 x，则会使用 T() 这个默认值来初始化 _data 成员变量。// 灵活性：// 这种构造函数提供了更大的灵活性。如果调用者提供了参数 x，则会使用提供的值来初始化节点的 _data 成员；如果没有提供参数 x，则会使用 T() 的默认构造函数生成一个默认值来初始化 _data。// 适用性：// 对于链表节点来说，可能存在需要默认构造的情况，例如默认构造一个空节点或者默认值为特定类型的情况。通过提供默认参数，可以简化在某些场景下节点的创建。//结构体（struct）？？？// 是一种自定义数据类型，用于将多个相关的变量组合在一起。结构体可以包含基本数据类型、指针、引用、其他结构体、类等成员。与类（class）的主要区别在于结构体的默认访问控制是公有的（public），// 而类的默认访问控制是私有的（private）。//带有构造函数的结构体：// 结构体可以包含构造函数，用于初始化成员变量。函数名就是结构体名//为什么ListNode<T>* _prev; 要加<T>???// 模板类 ListNode 是一个通用类型，它可以被实例化为不同的数据类型。加上 <T> 是为了告诉编译器 _next 是一个指向相同类型的 ListNode 实例的指针。// 这里，ListNode 是一个模板类，它可以用任何类型的 T 来实例化。例如，你可以有一个 ListNode<int> 用于整数类型，或者一个 ListNode<double> 用于浮点数类型。// ListNode<int>* intNode;// ListNode<double>* doubleNode;//在模板类的内部，也需要指定具体类型。例如，当定义 _next 指针时，需要明确它指向的是哪种类型的 ListNode，因此使用 ListNode<T>*。如果不加 <T>，编译器将不知道 _next 是指向哪个具体实例化类型的 ListNode。// 比如：// ListNode<int> node;// node._next = new ListNode<int>(5); // 正确，_next 是指向 ListNode<int> 的指针// ListNode<double> dnode;// dnode._next = new ListNode<double>(3.14); // 正确，_next 是指向 ListNode<double> 的指针//定义一个模板结构体 __list_iterator，用于实现链表的迭代器template<classT,classRef,classPtr>struct__list_iterator{typedef ListNode<T> Node;// 定义节点类型的别名typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self;// 定义迭代器类型的别名//__list_iterator 被定义为一个模板结构体，并且引入了三个模板参数：T, Ref, 和 Ptr。通过不同的类型实例化 Ref 和 Ptr，我们可以区分出普通迭代器和常量迭代器。
Node* _node;// 指向链表节点的指针//构造函数，接受一个节点指针__list_iterator(Node* x):_node(x){}//__list_iterator 的构造函数接受一个指向 ListNode<T> 的指针 x，然后将 _node 成员变量初始化为 x。因此，每个 __list_iterator<T> 对象都包含一个指向 ListNode<T> 的指针 _node。//另外：构造函数的名字必须与类的名字完全相同，不能使用类型的别名代替构造函数的名字。 上面self(Node* x) 是错的// 前置++运算符重载，使迭代器指向下一个节点。//++it
self&operator++(){
_node = _node->_next;return*this;}//为什么返回引用//这里的前置++运算符重载返回的是一个引用，即 self & 。它的作用是使迭代器向前移动到下一个节点，并返回移动后的迭代器对象自身。这种形式的重载通常在使用时会直接对迭代器进行修改，并返回修改后的对象的引用，以便支持链式操作。//前置++运算符不需要任何参数，只需将迭代器移动到下一个位置并返回自身的引用即可。具体来说，它会将迭代器所指向的节点指针 _node 移动到下一个节点 _next，然后返回当前对象自身的引用 (*this)。//后置++运算符重载，使迭代器指向下一个节点，并返回之前的迭代器//it++
self operator++(int){// 1. 创建一个名为 tmp 的临时迭代器对象，它通过调用 __list_iterator 的拷贝构造函数，用当前迭代器 *this 进行初始化。
self tmp(*this);// 创建一个临时迭代器对象，保存当前迭代器的状态// 2. 将当前迭代器移动到下一个节点
_node = _node->_next;// 3. 返回之前的迭代器状态return*this;}//后置++为什么有(int)？？？//后置++运算符重载接受一个额外的 int 参数（这里没有实际使用它，只是为了区分前置和后置++），并返回一个值而不是引用。//C++中的后置++运算符必须在参数列表中声明一个int类型的参数，以便与前置++运算符进行区分。这种参数实际上并没有用处，只是为了在编译器中区分前置和后置++运算符的不同。没有参数的后置++运算符将会与前置++运算符具有相同的参数列表，这会导致编译器无法正确区分它们，从而导致编译错误。
self&operator--(){
_node = _node->_prev;return*this;}
self operator--(int){
self tmp(*this);
_node = _node->_prev;return tmp;}//这个重载函数的目的是允许通过迭代器访问当前节点的数据。//Ref：表示解引用运算符返回的类型。//
Ref operator*(){return _node->_data;//是指向当前节点存储数据的成员变量 _data。通过返回 _data 的引用，允许用户通过迭代器解引用（使用 *it）来访问和修改节点中存储的数据。}//有点难理解//Ptr：表示指针访问运算符返回的类型。//返回节点数据的地址
Ptr operator->(){return&_node->_data;}//上面俩的解释：//对于普通迭代器，Ref 是 T& ，所以 operator*() 返回节点数据的引用，允许修改数据。//对于常量迭代器，Ref 是 const T& ，所以 operator*() 返回节点数据的常量引用，不允许修改数据。//对于普通迭代器，Ptr 是 T* ，所以 operator->() 返回指向节点数据的指针，允许通过指针修改数据。//对于常量迭代器，Ptr 是 const T* ，所以 operator->() 返回指向节点数据的常量指针，不允许通过指针修改数据。booloperator!=(const self& s){//_node 是指向当前节点的指针，比较 _node 和 s._node 是否相等，如果不相等返回 true，否则返回 false。return _node != s._node;}booloperator==(const self& s){//s是另一个迭代器对象,return _node == s._node;}//迭代器为什么不提供析构函数};template<classT>classlist{public:typedef ListNode<T> Node;/*typedef __list_iterator<T> iterator;*/typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;//定义普通迭代器typedef __list_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator;//定义常量迭代器//这样，iterator 和 const_iterator 都使用同一个 __list_iterator 结构体模板，只是通过不同的模板参数实例化，分别实现普通迭代器和常量迭代器的功能。//第一个 三个参数 T,Ref，Ptr分别就是，T,T&,T*. //第二个 三个参数 T,Ref，Ptr分别就是 T,const T&,const T*// 反向迭代器//typedef ReverseListIterator<iterator> reverse_iterator;//typedef ReverseListIterator<const_iterator> const_reverse_iterator;//访问
iterator begin(){//return iterator(_head->_next); 下面这个也可以，因为可以简单点写，因为隐式类型转换， 迭代器是单参数的构造函数？？？return _head->_next;}
iterator end(){return _head;//对于带头节点的双向循环链表，_head 节点实际上是链表的“尾部”。因为链表的最后一个有效节点的下一个节点是 _head，所以返回 _head 可以表示链表的末尾位置。}/*return _head->_next 和 return iterator(_head->_next) 在某些情况下可以看起来是一样的，但它们的行为是不同的，具体取决于上下文和类型的隐式转换。
1. return _head->_next
假设 _head->_next 是一个 Node * 类型的指针。如果 iterator 类型的构造函数接受 Node * 类型的参数，并且在返回时能够自动转换，那么 return _head->_next 可以看起来像是在返回一个 iterator 对象。实际上，如果 iterator 的构造函数接受 Node * ，_head->_next 会通过这个构造函数隐式地转换为 iterator 类型。
2. return iterator(_head->_next)
这是一个显式的构造函数调用，它直接创建一个 iterator 对象，使用 Node * 参数 _head->_next 来初始化它。这里明确地调用了 iterator 的构造函数来创建一个新的 iterator 实例。*/
const_iterator begin()const{return _head->_next;}
const_iterator end()const{return _head;}voidempty_init(){//用于创建一个新的链表节点对象，并将 _head 指针指向这个新创建的节点。
_head =new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;}//构造函数list(){empty_init();}list(size_t n,const T& val =T()){empty_init();for(size_t i =0; i < n; i++){push_back(val);}}list(int n,const T& val =T()){empty_init();for(size_t i =0; i < n; i++){push_back(val);}}template<classInputIterator>list(InputIterator first, InputIterator last){empty_init();while(first != last){push_back(*first);
first++;}}list(initializer_list<T> ilt){//使用初始化列表的迭代器进行遍历，从头到尾一个一个元素地插入到列表中。//push_back 函数会将元素添加到列表的末尾。empty_init();
initializer_list<T>::iterator it = ilt.begin();while(it != ilt.end()){push_back(*it);// 复用 push_back 函数
it++;}}list(initializer_list<T> ilt){empty_init();for(auto& e : ilt){push_back(e);}//使用范围 for 循环遍历初始化列表中的所有元素，//并使用 push_back 函数将每个元素添加到列表的末尾。这种方式比迭代器遍历更加简洁和易读。}list(initializer_list<T> ilt){empty_init();
list<T>tmp(ilt.begin(), ilt.end());// 复用迭代器初始化的函数，构造出临时对象
std::swap(_head, tmp._head);// 交换哨兵位节点指针}//拷贝构造(深拷贝) 一个节点一个节点的拷贝list(list<T>& lt){empty_init();for(constauto& e : lt){push_back(e);}}//深拷贝的关键步骤：// 节点复制：//每次调用 push_back(e) 时，都创建一个新的 ListNode 对象，并将 e 的值复制到新节点的 data 成员中。// 拷贝构造 - 现代写法// lt2(lt1)//list(const list<T>& lt) {// empty_init();// list<T> tmp(lt.begin(), lt.end()); // 迭代器区间构造// std::swap(_head, tmp._head); // 交换哨兵位指针//}// 拷贝构造函数，接受一个常量引用链表对象作为参数//list(const list<T>& lt)//{// // 初始化新链表为空链表// empty_init();// // 获取给定链表的第一个节点的迭代器// const_iterator it = lt.begin();// // 遍历给定链表的所有节点// while (it != lt.end())// {// // 将节点的数据插入到新链表的末尾// //这里的end和lt.end()不一样// insert(end(), *it);// // 移动到下一个节点// ++it;// }//}//list(list<T>& lt) 是一个非常规的构造函数，接受一个非常量引用的链表对象。这样可以在需要对传入的链表进行修改的情况下使用。//list(const list<T>& lt) 是一个标准的拷贝构造函数，接受一个常量引用的链表对象。这样可以确保不会对传入的链表进行修改。//赋值运算符（普通写法）// lt1=lt2
list <T>&operator=(list<T>& lt){if(this!=<){clear();//先让lt1清空for(constauto& e : lt)//再让lt2的数据尾插到lt1中{push_back(e);}}}//为什么返回类型是 list <T>&的引用？？？// 链式调用// 返回对当前对象的引用（* this），可以实现链式调用。链式调用允许多个赋值操作连在一起写。例如：// list<int> lt1;// list<int> lt2;// list<int> lt3;// lt1 = lt2 = lt3;// 在上面的代码中，lt2 = lt3 返回的是 lt2 的引用，接着 lt1 = lt2 也可以正常工作。这种方式使得代码更简洁和直观。// 提高代码效率// 返回引用避免了不必要的对象拷贝。在赋值运算符函数中，返回 * this 的引用，而不是返回一个新的对象，可以减少对象拷贝，提升代码的性能和效率。// 符合 C++ 的惯例// 在 C++ 中，赋值运算符通常返回左值引用，以符合语言习惯和标准库的设计。这样做使得自定义类型的行为与内置类型一致，从而提高代码的可读性和可维护性。//赋值运算符（现代写法）//list& operator=(list lt) // （也可以不写模板参数）也可以这样写，但仅限在类里面， 类型的时候就不行voidswap(list<T>& tmp){
std::swap(_head, tmp._head);}
list<T>operator=(list<T> lt)//不能用引用{swap(lt);return*this;}voidclear(){// 检查链表是否为空，如果为空则直接返回if(begin()==end()){return;}//begin() 和 end() 方法是属于包含这些方法的类的成员函数，它们在不传递参数的情况下会被假定为作用于当前对象（即 this 指针指向的对象）。
iterator it =begin();while(it !=end()){// 调用 erase 方法并将 it 更新为被删除节点的下一个节点
it =erase(it);//erase 会返回被删除节点的下一个节点}// 哨兵节点重新指向自己，确保后续插入操作不会出错
_head->_prev = _head;
_head->_next = _head;}//erase 会有迭代器失效问题//析构函数//注意析构需要把带哨兵位的头结点也要去掉.和清空不一样~list(){clear();delete _head;
_head =nullptr;}voidpop_front(){//erase(_head->_next);erase(begin());}voidpop_back(){//erase(_head->_prev);erase(--end());}//为何用--end()？？？//end() 函数：// end() 函数返回的是指向链表结尾的迭代器，通常是指向哨兵节点（尾后节点）的迭代器。//--end() 操作：// end() 返回的迭代器通常指向链表的尾后位置，即哨兵节点的位置。--end() 操作将这个迭代器前移一个位置，指向链表中最后一个实际节点的位置。voidpush_front(const T& x){insert(begin(), x);}voidpush_back(const T& x){//insert(end(), x); //复用insert的版本//画图看就比较清晰了
Node* newnode =newNode(x);
Node* tail = _head->_prev;//head的前一个节点是尾节点，下一个节点是头结点
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;}// vector insert会导致迭代器失效// list会不会？不会
iterator insert(iterator pos,const T& x)//返回： 可以简单点写，因为隐式类型转换， 迭代器是单参数的构造函数//push_back 就可以复用insert了{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* newnode =newNode(x);// head------>prev---->cur--->node1--->node2 向右是next 向左是prev// newnode
prev->_next = newnode;
newnode->_prev = prev;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;//return interator(newnode); 也可以 ，为什么？？？return newnode;}
iterator erase(iterator pos){
Node* cur = pos._node;//. 用于对象，而 -> 用于指针。//pos 是一个迭代器对象，它不是指针。因此我们使用 . 操作符来访问迭代器对象的成员变量 _node。
Node* prev = cur->_prev;
Node* next = cur->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;delete cur;return next;}//补充
size_t size(){//遍历统计
size_t sz =0;
iterator it =begin();while(it !=end()){++sz;++it;}return sz;}voidresize(size_t n,const T& val =T()){// 新大小大于当前大小，添加新节点if(n >size()){for(size_t i =size(); i < n; i++){push_back(val);}}// 新大小小于当前大小，删除多余的节点elseif(n <size()){
iterator it =begin();
size_t pos =0;// 遍历到需要删除的位置while(pos < n && it !=end()){++it;++pos;}// 从当前位置删除到链表末尾while(it !=end()){
it =erase(it);}}}private:
Node* _head;//，__list_iterator 结构体模板内的 typedef 定义了一些别名（alias），这些别名在 list 结构体模板中得以继续使用是因为它们是 __list_iterator 类型的一部分。当 list 使用 __list_iterator 时，这些别名也随之可用};//这种情况下就需要const迭代器，这是很常见的现象。//const迭代器：自己可以修改所以不是const对象（需要it++）//指向的内容不能修改voidprint_list(const list<int>& lt){
list<int>::const_iterator it = lt.begin();while(it != lt.end()){
cout <<*it <<" ";++it;}
cout << endl;}voidtest_list1(){
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
list<int>::iterator it = lt.begin();while(it != lt.end()){*it +=3;
cout <<*it <<" ";++it;}
cout << endl;for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;}voidtest_list2(){
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;//1 2 3 4
lt.pop_back();
lt.pop_front();
lt.push_front(99);for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;//2 3 99
lt.clear();for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;}voidtest_list3(){
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
list<int>::iterator it = lt.begin();
lt.insert(it,985);//插入完后it仍然指向1for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;//985 1 2 3 4++it;//it指向2,在2前插入211
lt.insert(it,211);for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;//985 1 211 2 3 4}voidtest_list4(){
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
list<int>::iterator it = lt.begin();
it = lt.insert(it,985);//因为it返回的是新插入的节点的迭代器，所以it指向第一个元素985for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;//985 1 2 3 4++it;//it指向1,在1前插入211
lt.insert(it,211);// it仍然指向1//it=lt.insert(it, 211); //it指向211for(auto e : lt){
cout << e <<" ";}
cout << endl;//985 1 211 2 3 4}//讲解拷贝构造//默认的浅拷贝 会析构两次 出现问题voidtest_list5(){//list<int> lt;//lt.push_back(1);//lt.push_back(2);//lt.push_back(3);//lt.push_back(4);list<int> copy(lt);//for (auto e : copy)//{// cout << e << " ";//}}voidtest_list6(){}}
📜 [ 声明 ] 由于作者水平有限，本文有错误和不准确之处在所难免，
本人也很想知道这些错误，恳望读者批评指正！
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版权归原作者 勇敢滴勇 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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