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C++初阶：适合新手的手撕list（模拟实现list）
2026-10-31 07:50:57
来源：互联网转载
上���讲了常用的接口：今天就来进行模拟实现啦
文章目录
- 1.基本结构与文件规划
- 2.空参构造函数（constructor)
- 3.完善迭代器（iterator）(begin(),end())
- 4.List Capacity（size(),empty())
- 4.增删改查(push_back,pop_back,pop_front,push_front,insert,erase)
- 6.clear（）和swap（）
- 7. 完善构造函数
- 7.1list (size_type n, const value_type& val = value_type());
- 7.2利用迭代器进行构造
- 7.3拷贝构造
- 8.重载=
- 9.析构函数
- 10.反向迭代器
1.基本结构与文件规划
- list.h头文件：包含类的全部(函数的声明与定义)
- reverseIterator.h文件：进行反向迭代器的实现
- test.cpp源文件：进行调用test函数，测试和完善功能
基本结构：
#pragma oncenamespace MyList{ // List的节点类 template struct ListNode { ListNode* _prev; ListNode* _next; T _data; ListNode(const T& x=T()) :_prev(nullptr) ,_next(nullptr) ,_data(x) {} }; //List的迭代器类 template struct ListIterator { typedef ListNode Node; typedef ListIterator Self; Node* _node; ListIterator(Node* node)//构造函数 :_node(node) {} ListIterator(const Self& l)//拷贝构造函数 :_node(l._node) {} T& operator*(); T* operator->(); Self& operator++(); Self operator++(int); Self& operator--(); Self& operator--(int); bool operator!=(const Self& l); bool operator==(const Self& l); }; //list类 template class list { typedef ListNode Node;//默认是private 不给外面用 public: typedef ListIterator iterator; typedef ListIterator const_iterator; //构造函数 list(); list(int n, const T& value = T()); template list(Iterator first, Iterator last); //析构 ~list(); // List Iterator iterator begin(); iterator end(); const_iterator begin(); const_iterator end(); // List Capacity size_t size()const; bool empty()const; // List Access T& front(); const T& front()const; T& back(); const T& back()const; // List Modify void push_back(const T& val) { insert(end(), val); } void pop_back() { erase(--end()); } void push_front(const T& val) { insert(begin(), val); } void pop_front() { erase(begin()); } // 在pos位置前插入值为val的节点 iterator insert(iterator pos, const T& val); // 删除pos位置的节点，返回该节点的下一个位置 iterator erase(iterator pos); void clear(); void swap(list& l); private: Node* _head; };};- ListNode 结构体：
- 定义了链表的节点结构，包含了三个成员变量：前驱指针 _prev、后继指针 _next 和数据 _data。
- 构造函数初始化了这些成员变量，允许在创建节点时指定初始值。
- ListIterator 结构体：
- 定义了链表的迭代器结构，包含了指向节点的指针 _node。
- 重载了一系列操作符，如 *、->、++、--、!=、==，以便于对链表进行遍历和操作。
- list 类：
- 包含了迭代器的定义、构造函数、析构函数以及一系列的操作函数。
- 定义了两种迭代器类型：iterator 和 const_iterator，分别用于可修改的迭代和只读的迭代。
- 实现了一系列的操作函数
2.空参构造函数（constructor)
list() { _head = new Node;//去调用Node的默认构造函数了 _head->_next = _head; _head->_prev = _head;//带头双向循环链表是这样的 }使用new：动态开辟+调用默认构造函数了
3.完善迭代器（iterator）(begin(),end())
这里为什么我们要把迭代器封装为一个类呢？明明之前模拟vector和string时，就直接typedef了
之前模拟vector和string时，二者底层都是连续的，想要到下一个可以直接++；想要得到里面的数据可以直接*。
但是现在对于list是不行的，我们就需要重载各种运算符，但是底层又是一个指针（内置类型）不能重载，现在就只能封装进一个类里，就能重载了
//List的迭代器类 template struct ListIterator { typedef ListNode Node; typedef ListIterator Self; Node* _node; ListIterator(Node* node)//构造函数 :_node(node) {} ListIterator(const Self& l)//拷贝构造函数 :_node(l._node)//这里是浅拷贝(写不写都行） //新创建的迭代器和原迭代器指向相同的内存地址 {} Ref operator*() { return _node->_data; } Ptr operator->() { return &(_node->_data); } Self& operator++()//前置 { _node = _node->_next;//自己要更新 return *this; } Self operator++(int) { Self s(*this); _node = _node->_next; return s; } Self& operator--() { _node = _node->_prev;//自己要更新 return *this; } Self& operator--(int) { Self s(*this); _node = _node->_prev; return s; } bool operator!=(const Self& l) { return _node != l._node; } bool operator==(const Self& l) { return _node == l._node; } }; //list类 template class list { typedef ListNode Node;//默认是private 不给外面用 public: typedef ListIterator iterator; typedef ListIterator const_iterator; //构造函数 list() { _head = new Node;//去调用Node的默认构造函数了 _head->_next = _head; _head->_prev = _head;//带头双向循环链表是这样的 } // List Iterator iterator begin() { return _head->_next;//隐式类型转换（由单参构造函数支撑） } iterator end() { return _head; } const_iterator begin() { return _head->_next; } const_iterator end() { return _head; } private: Node* _head; };};4.List Capacity（size(),empty())
// List Capacity size_t size()const { size_t size = 0; iterator it = begin(); while (it != end()) { size++; ++it; } return size; } bool empty()const { return size() == 0; }4.增删改查(push_back,pop_back,pop_front,push_front,insert,erase)
// List Modify void push_back(const T& val) //尾插 { insert(end(), val); } void pop_back() //尾删 { erase(--end()); } void push_front(const T& val) //头插 { insert(begin(), val); } void pop_front()//头删 { erase(begin()); } // 在pos位置前插入值为val的节点 iterator insert(iterator pos, const T& val) { Node* cur = pos._node; Node* prev = pos._node->_prev; Node* newnode = new Node(val);//创建新节点 newnode->_next = cur; cur->_prev = newnode; newnode->_prev = prev; prev->_next = cur; return newnode;//隐式类型转换 } // 删除pos位置的节点，返回该节点的下一个位置 iterator erase(iterator pos) { assert(pos != _head); Node* cur = pos._node; Node* prev = cur->_prev; Node* next = cur->_next; prev->_next = next; next->_prev = prev; delete cur; return next; }使用test1函数看功能是否正常
void print(MyList::list& lt){list::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout _next = _head; _head->_prev = _head; iterator it = copy.begin(); while (it != copy.end()) { push_back(*it); it++; } }8.重载=
list& lt operator=(list lt) { swap(lt); return *this; }注意这里的参数不是常量引用，而是按值传递的。这是因为在赋值操作符中我们会调用 swap 函数，按值传递可以保证传入的参数会被复制一份，避免对原对象的修改。在函数体内，我们调用了 swap 函数，将当前对象和传入的对象进行内容交换，然后返回 *this，即当前对象的引用。
9.析构函数
~list() { clear(); delete _head; _head = nullptr; }调用clear函数后，就只剩下头结点了
10.反向迭代器
我们再次使用封装的思想，封装一个反向迭代器进去
#pragma oncetemplate struct reserve_iterator{typedef reserve_iterator self;iterator _it;reserve_iterator(iterator it):_it(it) {}self& operator++(){--_it;return *this;}self operator++(int){self tmp = *this;--_it;return tmp;}self& operator--(){++_it;return *this;}self operator--(int){self tmp = *this;++_it;return tmp;}Ref operator*(){iterator tmp = _it;--tmp;return *tmp;}Pre operator->(){return &(operator*());}bool operator!=(const self& s){return _it != s._it;}bool operator==(const self& s){return _it == s._it;}};此时那list类里就是这样：
好啦，list的内容也结束啦，下次就是Stack和Queue了。感谢大家支持！！！
- ListNode 结构体：
