一.list是什么
list 是 C++容器中的带头双向链表，头结点不存储数据，头结点的下一个元素是第一个存储数据的元素，头结点的前一个元素连接着最后一个存储数据的元素。（结构如下图所示）
其中链表里每一个节点的结构分为，数据部分，前指针和后指针构成（下面是结构图和代码）
二.list 代码实现和语法解析
2.1 定义结点的结构
链表中的数据和前后指针的类型都是模板生成的，可以适配内置类型和自定义类型。这里用struct来定义类的原因是struct默认的成员变量类型都是public，其他函数可以很方便的进行调用。在这里还有一个list_node的构造函数 T()是一个匿名变量，其作用不止是用于存放数据，此外如果调用list_node构造函数时没有写参数的话，这里也会有一个默认的值。
2.2 定义链表的结构
在list中，有两个成员变量的存在一个是节点类型的指针_node 和计算节点数量的_size。
template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
void empty_init()
{_head = new Node;_head -> next = _head;_head -> prev = _head;_size = 0;
}
list()
{empty_init();
}private:Node* _node;size_t _size;
}
2.3 添加链表功能(插入 push_back)
我们已经定义好了list的基础结构，下面我们就要添加一些基本的功能了，例如往list中插入数据，用迭代器来遍历list链表之类的操作。
Push_back 函数：首先构建一个新的节点newnode，然后把需要存放的数据X存到newnode中，找到尾结点并且将newnode插入到尾节点的下一个节点。
template<class T>
struct list_node
{T _data;list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;list_node(const T& x=T()):_data(x), _next(nullptr), _prev(nullptr){}
};template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
void empty_init()
{_head = new Node;_head -> next = _head;_head -> prev = _head;_size = 0;
}
list()
{empty_init();
}
void push_back(const T& x)
{Node* newnode = new Node(x);Node* tail = _head->prev;tail->_next = newnode;newnode->prev = tail;newnode->_next = _head;_head->prev = newnode;_size++;
}private:Node* _node;size_t _size;
}
2.4 添加链表功能(迭代器和迭代器的运算符重载)
和顺序表不同，因为链表的节点不是存放在一起的连续空间，所以指针的++和解引用都没有办法直接的获取到数据，因此在这里我们需要自己去重载 * -> ++ --等等的运算符。
template<class T>
struct list_node
{T _data;list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;list_node(const T& x=T()):_data(x), _next(nullptr), _prev(nullptr){}
};
template<class T>
struct __list_iterator
{typedef list_node<T> Node;typedef __list_iterator self;Node* _node;__list_iterator(Node* node):_node(node){}T& operator *(Node * node){return _node->_data;}T* operator(Node * node){return &_node->_data;}self& operator++(){_node = _node->next;return *this;}self& operator--(){_node = _node->prev;return *this;}bool operator!=(const self& s){return _node != s._node;}
}template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
typedef __list_iterator<T> iterator;iterator begin()
{return iterator(_head->next);
}iterator end()
{return iterator(_head);
}void empty_init()
{_head = new Node;_head -> next = _head;_head -> prev = _head;_size = 0;
}list()
{empty_init();
}void push_back(const T& x)
{Node* newnode = new Node(x);Node* tail = _head->prev;tail->_next = newnode;newnode->prev = tail;newnode->_next = _head;_head->prev = newnode;_size++;
}private:Node* _node;size_t _size;
}
做完了以上的操作以后，我们就可以这样来调试程序了,虽然List并不是数组，但是我们可以用相似的方式来对List内部的元素进行访问。虽然迭代器迭代容器各个元素的方式是一样的，但是迭代器屏蔽了底层实现的细节，提供了统一访问的方式。
test_list()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);list<int>::iterator it = lt.begin();while(it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout<< endl;
}2.5 添加链表功能（插入操作的升级 insert（）和 eraser（）删除）
首先我们可以写一个 insert（）插入的函数，这个函数可以被其他的函数所复用例如push_back和push_front ，也可以在任意的位置插入数据。
iterator insert(iterator pos , const T& x)
{Node* newnode = new Node(x);Node* cur = pos._node;Node* prev = cur ->_prev;prev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;return newnode;
}iterator erase(iterator pos)
{Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;delete cur;prev->_next = next;next->_prev = prev;return next;
}void push_back(const T& x)
{insert(this.end(),x);
}void push_front(const T& x)
{insert(begin(),x);
}void pop_back()
{erase(--end());
}void pop_front()
{erase(begin());
}2.6 添加链表功能（clear函数和析构函数）
因为erase函数的返回值是被删除数据的下一个位置，所以这里不写++ 也会有++的效果。
~list()
{clear();delete _head;_head = nullpre;
}void clear()
{iterator it = begin();while(it != end()){it = erase(*it);}
} 2.7 添加链表功能（拷贝构造和赋值重载）
（1）拷贝构造
list( list<int> lt )
{empty_init();for(auto e : lt){this.push_back(e);}
}（2）赋值重载
void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}list<int>& operator=(list<int> lt){swap(lt);return *this;}2.8 const 类型的迭代器
对于const类型的迭代器，我们需要了解，const 类型的迭代器不可以修改迭代器所指向的数据，而不是迭代器本身不可修改，迭代器本身需要完成++，--等操作进行遍历操作，所以在写const类型的迭代器时，我只对迭代器返回指向的内容的函数进行const修饰即可，其余函数均不改变。
template<class T>
struct __list_const_iterator
{typedef list_node<T> Node;typedef __list_const_iterator<T> self;Node* _node;__list_const_iterator(Node* node):_node(node){}const T& operator *(){return _node->_data;}const T* operator->(){return &_node->_data;}
};三.完整代码
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
namespace hjy
{template<class T>struct list_node{T _data;list_node<T>* _next;list_node<T>* _prev;list_node(const T& x=T()):_data(x), _next(nullptr), _prev(nullptr){}};template<class T,class Ref,class Ptr>struct __list_iterator{ typedef list_node<T> Node;typedef __list_iterator<T,Ref,Ptr> self;Node* _node;__list_iterator(Node* node):_node(node){}self& operator ++(){_node = _node->_next;return *this;}self& operator --(){_node = _node->_prev;return *this;}self operator ++(int){self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}self operator --(int){self tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}Ref operator *(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return &_node->_data;}bool operator!=(const self& s){return _node != s._node;}};/*template<class T>struct __list_const_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef __list_const_iterator<T> self;Node* _node;__list_const_iterator(Node* node):_node(node){}self& operator ++(){_node = _node->_next;return *this;}self& operator --(){_node = _node->_prev;return *this;}self operator ++(int){self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}self operator --(int){self tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}const T& operator *(){return _node->_data;}const T* operator->(){return &_node->_data;}bool operator!=(const self& s){return _node != s._node;}};*/template<class T>class list{typedef list_node<T> Node;public:typedef __list_iterator<T,T&,T*> iterator;typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;//typedef __list_const_iterator<T> const_iterator;const_iterator begin()const{return const_iterator(_head->_next);}const_iterator end()const{return const_iterator(_head);}iterator begin(){return _head->_next;}iterator end(){return _head;}void empty_init(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(){empty_init();}//list<int>& operator=(const list<int>& lt) 传统写法//{// if (this != <)// clear();// for (auto e : lt)// {// push_back(e);// }// return *this;//}void swap(list<T>& lt){std::swap(_head, lt._head);std::swap(_size, lt._size);}list<int>& operator=(list<int> lt){swap(lt);return *this;}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}//list(const list<T>& lt)//没有const迭代器所以这样写不行//{// empty_init();// for (auto e : lt)// {// push_back(e);// }//}list( list<T>& lt){empty_init();for (auto e : lt){push_back(e);}}void push_back(const T& x){insert(end(), x);}void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}void pop_front(){erase(begin());}void pop_back(){erase(end()--);}void clear(){iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}iterator insert(iterator pos, const T& val){Node* cur = pos._node;Node* newnode = new Node(val);Node* prev = cur->_prev;prev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;++_size;return iterator(newnode);}iterator erase(iterator pos){Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;delete cur;prev->_next = next;next->_prev = prev;--_size;return iterator(next);}size_t size(){return _size;}private:Node* _head;size_t _size;};void test_list1(){list<int>lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);for (auto e : lt)cout << e << " ";cout << endl;list<int>lt1 = lt;for (auto e : lt1)cout << e << " ";cout << endl;}/*void print_list(const list<int>& lt){list<int>::const_iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;}*/template<typename T>void print_list(const list<T>& lt){typename list<T>::const_iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}void test_list2(){list<string>lt;lt.push_back("111");lt.push_back("111");lt.push_back("111");print_list(lt);}
}
