上一章学vector，不夸张的说大半的时间都在往回找代码上了，不断被typedef不断回看，哪怕可以跳转也找得很累，再一次验证了充分利用工具学习得必要性，接下来要剖析STL源码同时力扣的动态规划现在整理好同时其他分类也要跟上。还有重要的项目(数据结构、算法、项目、源码）
せの☀
list不仅是一个双向链表，而且还是一个环状双向链表。另外，还有一个重要性质，插入操作和接合操作都不会造成原有的list迭代器失效，这在vector是不成立的。因为vector的插入操作可能造成记忆体重新配置，导致原有的迭代器全部失效。甚至list的元素删除操作（erase），也只有“指向被删除元素”的那个迭代器失效，其他迭代器不受任何影响。
一个list里需要什么才能够控制双向链表，
list类继承自List_val,List_val继承自List_nod，
发现整个list_nod类只有一个数据成员， -Node就是一个节点，节点的设计在代码中显示就是两个指针_Nodeptr类型和一个数据_Ty类型，分别再往回两行看到typedef可看到，_Nodeptr类型指出去还是指向_Node类型，完美，这可不就是双向链表吗
template<class _Ty,
class _Alloc>
class _List_nod
: public _Container_base
{ // base class for _List_val to hold storage
public:
typedef typename _Alloc::template rebind<_Ty>::other _Alty;
typedef typename _Alty::size_type size_type;
struct _Node;
typedef _Node *_Nodeptr; // _Node allocator must have ordinary pointers
typedef _Nodeptr& _Nodepref;
struct _Node
{ // list node
_Nodeptr _Next; // successor node, or first element if head
_Nodeptr _Prev; // predecessor node, or last element if head
_Ty _Myval; // the stored value, unused if head
private:
_Node& operator=(const _Node&);
};
在list中可见iterator是一个类，其实我们也可以想到，因为iterator是一个指针，我们可以通过++或者–得到下一个节点的地址，但是list中一个节点（包括其他结构）都不是只要简单移动指针就行，是需要进入节点内部去看next或者prev的位置的，所以一定是需要一个类来完成这个操作
看看这个类：
首先因为iterator要模拟指针，所以肯定有大量的操作符存在(篇幅有限就不完全截图）
来有选择地看一下++这个运算符，分为前置++和后置++，代码中可见一个有参数(后置），一个没有参数(前置）
//typedef _List_const_iterator<_Mylist> _Mybase; 就把_Mybase看作是iterator自己的iterator 吗？（对
_Myiter& operator++()
{ // preincrement
++(*(_Mybase *)this);
return (*this);
}
_Myiter operator++(int)//i++
{ // postincrement
_Myiter _Tmp = *this;//记录原值
++*this;//进行操作
return (_Tmp);//返回原来的值
}
另外注意一下前++和后++的返回类型，C++不允许后++两次，所以为了阻止两次++，就不返回reference了
另外有五个typedef一定要写（所有的容器都
明天再写详细的iterator部分及这部分代码整理
为了有整体概念，还是简介2.9版本：
代码转https://blog.csdn.net/JXH_123/article/details/31448847
template <class T>
struct __list_node
{
typedef void* void_pointer;
void_pointer next;
void_pointer prev;
T data;
};
// 至于为什么不使用默认参数, 这个是因为有一些编译器不能提供推导能力,
// 而作者又不想维护两份代码, 故不使用默认参数
template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __list_iterator
{
typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator; // STL标准强制要这个三个传参
typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self;
typedef bidirectional_iterator_tag iterator_category;
typedef T value_type;
typedef Ptr pointer;
typedef Ref reference;
typedef __list_node<T>* link_type;
typedef size_t size_type;
typedef ptrdiff_t difference_type;
link_type node; //迭代器内部当然要有一个普通指针，指向list的节点
__list_iterator(link_type x) : node(x) {}
__list_iterator() {}
__list_iterator(const iterator& x) : node(x.node) {}
// 在STL算法中需要迭代器提供支持
bool operator==(const self& x) const { return node == x.node; }
bool operator!=(const self& x) const { return node != x.node; }
// 以下对迭代器取值（dereference）,取的是节点的数据值
reference operator*() const { return (*node).data; }
// 以下是迭代器的成员存取运算子的标准做法
pointer operator->() const { return &(operator*()); }
// 前缀自加，对迭代器累加1，就是前进一个节点
self& operator++()
{
node = (link_type)((*node).next);
return *this;
}
// 后缀自加, 需要先产生自身的一个副本, 然会再对自身操作, 最后返回副本
self operator++(int)
{
self tmp = *this;
++*this;
return tmp;
}
// 前缀自减
self& operator--()
{
node = (link_type)((*node).prev);
return *this;
}
self operator--(int)
{
self tmp = *this;
--*this;
return tmp;
}
};
// list不仅是个双向链表, 而且还是一个环状双向链表
// end() 头结点 begin()
// ↓ ↓ ↓
// -------- -------- -------- --------
// ---->| next |---------->| next |---------->| next |---------->| next |------
// | -------- -------- -------- -------- |
// | --| prev |<----------| prev |<----------| prev |<----------| prev |<--| |
// | | -------- -------- -------- -------- | |
// | | | data | | data | | data | | data | | |
// | | -------- -------- -------- -------- | |
// | | | |
// | | -------- -------- -------- -------- | |
// ---|-| next |<----------| next |<----------| next |<----------| next |<--|--
// | -------- -------- -------- -------- |
// ->| prev |---------->| prev |---------->| prev |---------->| prev |----
// -------- -------- -------- --------
// | data | | data | | data | | data |
// -------- -------- -------- --------
// 默认allocator为alloc, 其具体使用版本请参照<stl_alloc.h>
template <class T, class Alloc = alloc>
class list
{
protected:
typedef void* void_pointer;
typedef __list_node<T> list_node;
// 专属之空间配置器，每次配置一个节点大小
typedef simple_alloc<list_node, Alloc> list_node_allocator;
public:
typedef T value_type;
typedef value_type* pointer;
typedef value_type& reference;
typedef list_node* link_type;
typedef size_t size_type;
typedef ptrdiff_t difference_type;
typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
protected:
link_type node ; // 只要一个指针，便可表示整个环状双向链表
// 分配一个新结点, 注意这里并不进行构造,
// 构造交给全局的construct, 见<stl_stl_uninitialized.h>
link_type get_node() { return list_node_allocator::allocate(); }
// 释放指定结点, 不进行析构, 析构交给全局的destroy
void put_node(link_type p) { list_node_allocator::deallocate(p); }
// 产生（配置并构造）一个节点, 首先分配内存, 然后进行构造
// 注: commit or rollback
link_type create_node(const T& x)
{
link_type p = get_node();
construct(&p->data, x);
return p;
}
// 析构结点元素, 并释放内存
void destroy_node(link_type p)
{
destroy(&p->data);
put_node(p);
}
protected:
// 用于空链表的建立
void empty_initialize()
{
node = get_node(); // 配置一个节点空间，令node指向它
node->next = node; // 令node头尾都指向自己，不设元素值
node->prev = node;
}
// 创建值为value共n个结点的链表
// 注: commit or rollback
void fill_initialize(size_type n, const T& value)
{
empty_initialize();
__STL_TRY
{
// 此处插入操作时间复杂度O(1)
insert(begin(), n, value);
}
__STL_UNWIND(clear(); put_node(node));
}
public:
list() { empty_initialize(); }
iterator begin() { return (link_type)((*node).next); }
// 链表成环, 当指所以头节点也就是end
iterator end() { return node; }
// 头结点指向自身说明链表中无元素
bool empty() const { return node->next == node; }
// 使用全局函数distance()进行计算, 时间复杂度O(n)
size_type size() const
{
size_type result = 0;
distance(begin(), end(), result);
return result;
}
size_type max_size() const { return size_type(-1); }
reference front() { return *begin(); }
reference back() { return *(--end()); }
// 在指定位置插入元素
// insert(iterator position, const T& x)
// ↓
// create_node(x)
// p = get_node();-------->list_node_allocator::allocate();
// construct(&p->data, x);
// ↓
// tmp->next = position.node;
// tmp->prev = position.node->prev;
// (link_type(position.node->prev))->next = tmp;
// position.node->prev = tmp;
iterator insert(iterator position, const T& x)
{
link_type tmp = create_node(x); // 产生一个节点
// 调整双向指针，使tmp插入进去
tmp->next = position.node;
tmp->prev = position.node->prev;
(link_type(position.node->prev))->next = tmp;
position.node->prev = tmp;
return tmp;
}
// 指定位置插入n个值为x的元素, 详细解析见实现部分
void insert(iterator pos, size_type n, const T& x);
void insert(iterator pos, int n, const T& x)
{
insert(pos, (size_type)n, x);
}
void insert(iterator pos, long n, const T& x)
{
insert(pos, (size_type)n, x);
}
// 在链表前端插入结点
void push_front(const T& x) { insert(begin(), x); }
// 在链表最后插入结点
void push_back(const T& x) { insert(end(), x); }
// 移除迭代器position所指节点
iterator erase(iterator position)
{
link_type next_node = link_type(position.node->next);
link_type prev_node = link_type(position.node->prev);
prev_node->next = next_node;
next_node->prev = prev_node;
destroy_node(position.node);
return iterator(next_node);
}
// 擦除一个区间的结点, 详细解析见实现部分
iterator erase(iterator first, iterator last);
void resize(size_type new_size, const T& x);
void resize(size_type new_size) { resize(new_size, T()); }
void clear();
// 删除链表第一个结点
void pop_front() { erase(begin()); }
// 删除链表最后一个结点
void pop_back()
{
iterator tmp = end();
erase(--tmp);
}
list(size_type n, const T& value) { fill_initialize(n, value); }
list(int n, const T& value) { fill_initialize(n, value); }
list(long n, const T& value) { fill_initialize(n, value); }
~list()
{
// 释放所有结点 // 使用全局函数distance()进行计算, 时间复杂度O(n)
size_type size() const
{
size_type result = 0;
distance(begin(), end(), result);
return result;
}
clear();
// 释放头结点
put_node(node);
}
list<T, Alloc>& operator=(const list<T, Alloc>& x);
protected:
// 将[first, last)内的所有元素移动到position之前
// 如果last == position, 则相当于链表不变化, 不进行操作
// 初始状态
// first last
// ↓ ↓
// -------- -------- -------- -------- -------- --------
// | next |-->| next |-->| next | | next |-->| next |-->| next |
// ... -------- -------- -------- ... -------- -------- -------- ...
// | prev |<--| prev |<--| prev | | prev |<--| prev |<--| prev |
// -------- -------- -------- -------- -------- --------
//
// position
// ↓
// -------- -------- -------- -------- -------- --------
// | next |-->| next |-->| next |-->| next |-->| next |-->| next |
// ... -------- -------- -------- -------- -------- -------- ...
// | prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev |
// -------- -------- -------- -------- -------- --------
//
// 操作完成后状态
// first
// |
// --------------|--------------------------------------
// | ------------|------------------------------------ | last
// | | ↓ | | ↓
// -------- | | -------- -------- -------- | | -------- --------
// | next |-- | ----->| next |-->| next | | next |----- | -->| next |-->| next |
// ... -------- | | -------- -------- ... -------- | | -------- -------- ...
// | prev |<--- | ---| prev |<--| prev | | prev |<-- | -----| prev |<--| prev |
// -------- | | -------- -------- -------- | | -------- --------
// | | | |
// | ------ | |
// ------- | ------------------------------ |
// | | | |
// | | | -----------------------------
// | | | |
// | | | | position
// | | | | ↓
// -------- -------- | | | | -------- -------- -------- --------
// | next |-->| next |-- | | -->| next |-->| next |-->| next |-->| next |
// ... -------- -------- | | -------- -------- -------- -------- ...
// | prev |<--| prev |<--- ------| prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev |
// -------- -------- -------- -------- -------- --------
void transfer(iterator position, iterator first, iterator last)
{
if (position != last) // 如果last == position, 则相当于链表不变化, 不进行操作
{
(*(link_type((*last.node).prev))).next = position.node;
(*(link_type((*first.node).prev))).next = last.node;
(*(link_type((*position.node).prev))).next = first.node;
link_type tmp = link_type((*position.node).prev);
(*position.node).prev = (*last.node).prev;
(*last.node).prev = (*first.node).prev;
(*first.node).prev = tmp;
}
}
public:
// 将链表x移动到position所指位置之前
void splice(iterator position, list& x)
{
if (!x.empty())
transfer(position, x.begin(), x.end());
}
// 将链表中i指向的内容移动到position之前
void splice(iterator position, list&, iterator i)
{
iterator j = i;
++j;
if (position == i || position == j) return;
transfer(position, i, j);
}
// 将[first, last}元素移动到position之前
void splice(iterator position, list&, iterator first, iterator last)
{
if (first != last)
transfer(position, first, last);
}
void remove(const T& value);
void unique();
void merge(list& x);
void reverse();
void sort();
};
// 销毁所有结点, 将链表置空
template <class T, class Alloc>
void list<T, Alloc>::clear()
{
link_type cur = (link_type) node->next;
while (cur != node)
{
link_type tmp = cur;
cur = (link_type) cur->next;
destroy_node(tmp);
}
// 恢复node原始状态
node->next = node;
node->prev = node;
}
// 链表赋值操作
// 如果当前容器元素少于x容器, 则析构多余元素,
// 否则将调用insert插入x中剩余的元素
template <class T, class Alloc>
list<T, Alloc>& list<T, Alloc>::operator=(const list<T, Alloc>& x)
{
if (this != &x)
{
iterator first1 = begin();
iterator last1 = end();
const_iterator first2 = x.begin();
const_iterator last2 = x.end();
while (first1 != last1 && first2 != last2) *first1++ = *first2++;
if (first2 == last2)
erase(first1, last1);
else
insert(last1, first2, last2);
}
return *this;
}
// 移除容器内所有的相邻的重复结点
// 时间复杂度O(n)
// 用户自定义数据类型需要提供operator ==()重载
template <class T, class Alloc>
void list<T, Alloc>::unique()
{
iterator first = begin();
iterator last = end();
if (first == last) return;
iterator next = first;
while (++next != last)
{
if (*first == *next)
erase(next);
else
first = next;
next = first;
}
}
// 假设当前容器和x都已序, 保证两容器合并后仍然有序
template <class T, class Alloc>
void list<T, Alloc>::merge(list<T, Alloc>& x)
{
iterator first1 = begin();
iterator last1 = end();
iterator first2 = x.begin();
iterator last2 = x.end();
// 注意：前提是，两个lists都已经递增排序
while (first1 != last1 && first2 != last2)
if (*first2 < *first1)
{
iterator next = first2;
transfer(first1, first2, ++next);
first2 = next;
}
else
++first1;
if (first2 != last2)
transfer(last1, first2, last2);
}