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设计1.0 -- iterator 和const_iterator底层的模拟实现

编程日记 2024-05-11 00:00:00

本文概要：

本文主要是模拟实现STL中迭代器和const迭代器的，主要阐述的一个问题就是，为什么我们在设计迭代器的时候需要使用三个模板参数呢

在设计迭代器的时候，我们有下面的代码

#include<iostream>
using namespace std;template<class T>
struct _ListNode
{_ListNode<T>* _next;_ListNode<T>* _prev;T _data;_ListNode(T d = 0):_data(d), _next(NULL), _prev(NULL){}
};//这个T标记的是维护的数据类型,Ref是引用，这个引用是对数据的引用，就是这里面data的引用
//Ptr是指针，这个指针也是指向数据data的指针这两个模板类型我们可以在
//List这个类里面使用，因为在编写List_Iterator的时候，会经常使用Ref和Ptr
template<class T, class Ref, class Ptr>
class List_Iterator
{typedef _ListNode<T> Node;typedef List_Iterator<T, Ref, Ptr> Self;   //这个地方写的 有点失误了，就是把List_Iterator的单词写错了
public:List_Iterator(Node* it):_it(it){}//List_Iterator& operator++()Self& operator++(){_it = _it->_next;return *this;}Self operator++(int)    //注意前置++返回的是引用，而后置++返回的是Self{Node* tmp = _it;_it = _it->_next;return tmp;}//T& operator*()Ref operator*(){return _it->_data;}bool operator!=(const Self& it){return _it != it._it;    //一开始写这个！=运算符重载的时候也出现了错误，就是我一开始是拿this和&it比//这显然是不对的，两个迭代器不可能是相等的，所以这个时候应该是拿//这两个迭代器所指向的内容来比较，就是那他们的成员变量来 进行比较才正确}private:Node* _it;
};//这里我们需要做一个修改就是，我们需要把这个链表定义成一个双向的有头的循环链表
//这个工作就是要在构造函数的时候去做了
//所以这里_tail就不需要了//有头结点，_head维护了一个头结点，但是这个节点不放置任何的数据，因为这样在后面的增删查改的时候使用的时候会非常的方便
template<class T>
class _List
{typedef _ListNode<T> Node;public:typedef List_Iterator<T, T&, T*> Ierator;//const迭代器typedef List_Iterator<T, const T&, const T*> Const_Ierator;_List():_head(new Node)   //这里报了一个错误就是，没有合适的构造函数可以使用，原因是我上面写_ListNode的时候//传参了，但是这里没有传参数，所以我上面的额时候把传递的参数默认为d = 0这个时候就算是我不传递参数//也没有什么问题了//  , _tail(_head){_head->_next = _head;_head->_prev = _head;}Node* begin(){if (_head->_next == _head)   //这里做了一个判断就是当我们的链表是空的时候，就不能直接返回next{return NULL;}return _head->_next;}Node* end(){if (_head->_next == _head){return NULL;}return _head;}void Pushback(const T& data){Node* cur = new Node(data);cur->_prev = _head->_prev;_head->_prev = cur;cur->_next = _head;cur->_prev->_next = cur;}void Print(){Const_Ierator it = begin();   //这个原因是，我们的begin不是 const的，但是我们的const_ietator是const的while (it != end()){cout << *it << endl;it++;}}
private:Node* _head;
//  Node* _tail;
};void TestList()
{_List<int> l;l.Pushback(0);   //一开始的时候，我这里设置的这个参数是引用，这个时候是辩不过的，因为我们的0是在常量区的l.Pushback(1);l.Pushback(2);/*_List<int>::Ierator it = l.begin();cout << *it << endl;++it;cout << *it << endl;++it;cout << *it << endl;*/_List<int>::Ierator it = l.begin();*it = 5;l.Print();}

这里想重点比较一下普通迭代器和const迭代器，这里我们想看我们的普通迭代器的定义，

template<class T, class Ref, class Ptr>
class List_Iterator
{typedef _ListNode<T> Node;typedef List_Iterator<T, Ref, Ptr> Self;   //这个地方写的 有点失误了，就是把List_Iterator的单词写错了
public:List_Iterator(Node* it):_it(it){}//List_Iterator& operator++()Self& operator++(){_it = _it->_next;return *this;}Self operator++(int)    //注意前置++返回的是引用，而后置++返回的是Self{Node* tmp = _it;_it = _it->_next;return tmp;}//T& operator*()Ref operator*(){return _it->_data;}bool operator!=(const Self& it){return _it != it._it;    //一开始写这个！=运算符重载的时候也出现了错误，就是我一开始是拿this和&it比//这显然是不对的，两个迭代器不可能是相等的，所以这个时候应该是拿//这两个迭代器所指向的内容来比较，就是那他们的成员变量来 进行比较才正确}private:Node* _it;
};

这里只是一个普通的迭代器的实现，一开始我一直疑惑的一个问题就是，为什么这里在设计的时候需要设计三个模板参数 呢，因为是为了实现迭代器的复用，这个时候还是需要看一下我们的list中对于迭代器的使用

class _List
{typedef _ListNode<T> Node;public:typedef List_Iterator<T, T&, T*> Ierator;//const迭代器typedef List_Iterator<T, const T&, const T*> Const_Ierator;_List():_head(new Node)

这里我只截图了迭代器的一部分，想看全部的可以从上面来看，这里需要定义一个普通的迭代器的时候，使用typedef List_Iterator

Ref operator*(){return _it->_data;}

因为我们在list中使用的时候是按照下面的形式进行组织的

typedef List_Iterator<T, const T&, const T*> Const_Ierator;

所以在上面的那个Ref operator*()里面 返回值就变成了const的，这个时候const_iterator所指向的内容就不可变了


https://www.dkcj.cn/info/5953.html

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