实现C++list容器

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#pragma once

#include <stdlib.h>

#include <iostream>

using namespace std;

template<class T>

struct ListNode

{

    ListNode(const T& data = T())

    : _pPre(0)

    , _pNext(0)

    , _data(data)

    {}

    ListNode<T>* _pPre;

    ListNode<T>* _pNext;

    T _data;

};

//迭代器

template<class T,class Ref,class Ptr>

class ListIterator

{

    typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;

public:

    ListIterator()

        :_pCur(0)

    {}

    ListIterator(ListNode<T>* pCur)

        : _pCur(pCur)

    {}

    ListIterator(const Self& s)

        : _pCur(s._pCur)

    {}

    Ref operator*()

    {

        return _pCur->_data;

    }

    Ptr operator->()

    {

        return &(operator*());

        //return &(_pCur->_data);

    }

    Self& operator++()

    {

        _pCur = _pCur->_pNext;

        return*this;

    }

    Self operator++(int)

    {

        Self temp(*this);

        _pCur = _pCur->_pNext;

        return temp;

    }

    Self& operator--()

    {

        _pCur = _pCur->_pPre;

        return*this;

    }

    Self operator--(int)

    {

        Self temp(*this);

        _pCur = _pCur->_pPre;

        return temp;

    }

    bool operator!=(const Self& s)

    {

        return _pCur != s._pCur;

    }

    bool operator==(const Self& s)

    {

        return _pCur == s._pCur;

    }

    ListNode<T>* _pCur;

};

template <class T>

class List

{

public:

    typedef ListIterator<T, T&, T*> Iterator;

    typedef ListNode<T> Node;

public:

    List()//无参构造函数

        : _pHead(new Node)

    {

        _pHead->_pNext = _pHead;//带头节点的循环链表

        _pHead->_pPre = _pHead;

    }

    List(const T* array, size_t size)//有参构造函数

        :_pHead(new Node)

    {

        _pHead->_pNext = _pHead;

        _pHead->_pPre = _pHead;

        for (size_t i = 0; i < size; i++)

        {

            PushBack(array[i]);

        }

    }

    List(const List<T>& l)//拷贝构造函数

        :_pHead(new Node)

    {

        _pHead->_pNext = _pHead;

        _pHead->_pPre = _pHead;

        Node* cur = l._pHead->_pNext;

        for (size_t i = 0; i < l.Size();i++)

        {

            PushBack(cur->_data);

            cur = cur->_pNext;

        }

    }

    List<T>& operator=(const List<T>& l)//赋值运算符重载

    {

        if (this != &l)

        {

            Node* pRet = l._pHead->_pNext;

            for (size_t i = 0; i < l.Size(); i++)

            {

                PushBack(pRet->_data);

                pRet = pRet->_pNext;

            }

        }

        return *this;

    }

    ~List()//析构函数

    {

        Clear();

        delete _pHead;

        _pHead = NULL;

    }

    Iterator Begin()

    {

        return Iterator(_pHead->_pNext);

    }

    Iterator End()

    {

        return Iterator(_pHead);

    }

    void PushBack(const T& data)//尾插

    {

        Node* _pNewNode = new Node(data);

        if (Empty())//链表为空

        {

            _pHead->_pNext = _pNewNode;

            _pHead->_pPre = _pNewNode;

            _pNewNode->_pNext = _pHead;

            _pNewNode->_pPre = _pHead;

        }

        else

        {

            Node* pTail = _pHead->_pPre;

            pTail->_pNext = _pNewNode;

            _pNewNode->_pNext = _pHead;

            _pNewNode->_pPre = pTail;

            _pHead->_pPre = _pNewNode;

        }

    }

    void PopBack()//尾删

    {

        if (Empty())//链表为空

        {

            return;

        }

        else

        {

            Node* del = _pHead->_pPre;//要删除的节点

            Node* tail = del->_pPre;//新的尾节点

            delete del;

            tail->_pNext = _pHead;

            _pHead->_pPre = tail;

        }

    }

    void PushFront(const T& data)//头插

    {

        Node* _pNewNode = new Node(data);

        _pHead->_pNext->_pPre = _pNewNode;

        _pNewNode->_pNext = _pHead->_pNext;

        _pNewNode->_pPre = _pHead;

        _pHead->_pNext = _pNewNode;

    }

    void PopFront()//头删

    {

        if (Empty())

        {

            return;

        }

        else

        {

            Node* pDel = _pHead->_pNext;

            _pHead->_pNext = pDel->_pNext;

            pDel->_pNext->_pPre = _pHead;

            delete pDel;

        }

    }

    Iterator Insert(Iterator pos, const T& data)//任意位置插入

    {

        Node* _pNewNode = new Node(data);

        pos._pCur->_pPre->_pNext = _pNewNode;

        _pNewNode->_pNext = pos._pCur;

        _pNewNode->_pPre = pos._pCur->_pPre;

        pos._pCur->_pPre = _pNewNode;

        return Iterator(_pNewNode);

    }

    Iterator Erase(Iterator pos)//任意位置删除

    {

        Node* pCur = pos._pCur->_pNext;

        pos._pCur->_pNext->_pPre = pos._pCur->_pPre;

        pos._pCur->_pPre->_pNext = pos._pCur->_pNext;

        delete pos._pCur;

        return Iterator(pCur);

    }

    Iterator Find(const T& d)//通过迭代器来查找

    {

        Iterator it = Begin();

        while (it != End())

        {

            if ((*it) == d)

                return it;

            it++;

        }

        return End();

    }

    bool Empty()const//判断链表是否为空

    {

        return _pHead->_pNext == _pHead;

    }

    size_t Size()const//返回链表元素个数

    {

        Node* pCur = _pHead->_pNext;

        size_t count = 0;

        while (pCur != _pHead)

        {

            ++count;

            pCur = pCur->_pNext;

        }

        return count;

    }

    T& Front()//返回第一个节点

    {

        return _pHead->_pNext->_data;

    }

    const T& Front()const

    {

        return _pHead->_pNext->_data;

    }

    T& Back()//返回尾节点

    {

        return _pHead->_pPre->_data;

    }

    const T& Back()const

    {

        return _pHead->_pPre->_data;

    }

    void Clear()//清空链表

    {

        Iterator it = Begin();

        while (it != End())

        {

            it = Erase(it);

        }

        _pHead->_pNext = _pHead;

        _pHead->_pPre = _pHead;

    }

private:

    ListNode<T>* _pHead;

};

void PrintList( List<int>& l)//打印链表

{

    List<int>::Iterator It = l.Begin();

    while (It != l.End())

    {

        cout << *It << " ";

        ++It;

    }

    cout << endl;

}


/*------------------------------------------------------------------------------测试代码----------------------------------------------------------------------------------*/
void FunTest1()

{

    //无参构造函数

    List<int> l1;

    //有参构造函数

    int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    List<int> l2(arr, 5);

    PrintList(l2);

    //拷贝构造函数

    List<int> l3(l2);

    //赋值运算符重载

    l1 = l2;

}

void FunTest2()

{

    List<int> l1;

    l1.PushBack(1);

    l1.PushBack(2);

    l1.PushBack(3);

    l1.PushBack(4);

    l1.PushBack(5);

    l1.PushBack(6);

    l1.PushFront(7);

    PrintList(l1);

    cout << l1.Size() << endl;

    l1.PopBack();

    l1.PopBack();

    l1.PopBack();

    l1.PopFront();

    l1.PopFront();

    PrintList(l1);

    cout << l1.Size() << endl;

}

void FunTest3()

{

    List<int> l1;

    l1.PushBack(1);

    l1.PushBack(2);

    l1.PushBack(3);

    l1.PushBack(4);

    l1.PushBack(5);

    List<int>::Iterator pos = l1.Find(3);

    l1.Insert(pos, 0);

    PrintList(l1);

    l1.Erase(pos);

    PrintList(l1);

}

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