前面我們分析了vector，這篇介紹STL中另一個(gè)重要的容器list

list的設(shè)計(jì)

list由三部分構(gòu)成：list節(jié)點(diǎn)、list迭代器、list本身

list節(jié)點(diǎn)

list是一個(gè)雙向鏈表，所以其list節(jié)點(diǎn)中有前后兩個(gè)指針。如下：

// list節(jié)點(diǎn) template <typename T> struct __list_node {typedef void* void_pointer;void_pointer prev; // 指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)void_pointer next; // 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)T data; // 節(jié)點(diǎn)的值 };

list迭代器

前面我們說過vector是利用其內(nèi)存分配類型成員給vector分配一大塊內(nèi)存，而其迭代器是原始指針，所以其迭代器的移動(dòng)就是指針的移動(dòng)，vector那樣通過指針的移動(dòng)就能得到下一個(gè)元素，不需要特別設(shè)計(jì)。而list是鏈表結(jié)構(gòu)，鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存不連續(xù)，list的迭代器就是對外隱藏了從一個(gè)節(jié)點(diǎn)是如何移動(dòng)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體細(xì)節(jié)，使得外部只要將迭代器自增或自減就能得到相鄰的節(jié)點(diǎn)。

list迭代器只有一個(gè)指向鏈表節(jié)點(diǎn)的指針數(shù)據(jù)成員。如下：

typedef __list_node<T>* link_type;link_type node; // point to __list_node

下面是迭代器的前置自增和前置自減運(yùn)算符的源碼，可以看到是通過節(jié)點(diǎn)的前向和后向指針來完成從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)：

self& operator++() { node = (link_type)(*node).next; return *this;}self& operator--() { node = (link_type)(*node).prev; return *this;}

list

和vector一樣，list也有個(gè)空間配置器的類型成員，通過該類型來為list的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配內(nèi)存，并且通過該類型成員將外部指定的節(jié)點(diǎn)數(shù)目轉(zhuǎn)換為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)所需的內(nèi)存。所以list的內(nèi)存模型是每個(gè)鏈表節(jié)點(diǎn)分配一塊單獨(dú)的內(nèi)存，然后將每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來。而vector的內(nèi)存模型是分配一大塊連續(xù)的內(nèi)存。如下：

// 空間配置器typedef simple_alloc<list_node, alloc> list_node_allocator;

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實(shí)際上，list不僅是一個(gè)雙向鏈表，而且還是一個(gè)環(huán)狀的雙向鏈表。為了設(shè)計(jì)的方便，在list中放置一個(gè)node指針，該指針指向一個(gè)空白節(jié)點(diǎn)，該空白節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是鏈表中起始節(jié)點(diǎn)，而鏈表的尾節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為該空白節(jié)點(diǎn)。雖然list底層是一個(gè)環(huán)狀雙向鏈表，但通過這樣設(shè)計(jì)后對外就表現(xiàn)出一個(gè)普通的雙向鏈表，符合一般習(xí)慣。這樣設(shè)計(jì)還有很多好處，比如快速得到鏈表的首尾節(jié)點(diǎn)。如下。

private://指向空白節(jié)點(diǎn) link_type node; public:// 通過空白節(jié)點(diǎn)node完成iterator begin() const { return (link_type)(*node).next; }iterator end() const { return node;}bool empty() const { return node->next == node; }

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下面我們看list內(nèi)部是如何構(gòu)造一個(gè)鏈表的。以我們對list的常用使用方法 list<int> lis(10)為例：

首先調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

explicit list(size_type n){empty_initialize();insert(begin(), n, T());}

該構(gòu)造函數(shù)會(huì)先調(diào)用empty_initialize()為list分配一個(gè)空白節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置前向后向指針

void empty_initialize(){node = get_node();node->next = node;node->prev = node;}link_type get_node() { return list_node_allocator::allocate(1);}

然后構(gòu)造函數(shù)會(huì)循環(huán)以插入相應(yīng)個(gè)數(shù)的鏈表節(jié)點(diǎn)，每次插入時(shí)會(huì)分配一個(gè)節(jié)點(diǎn)大小的內(nèi)存，然后對這塊內(nèi)存初始化，注意插入位置是在指定位置之前插入。由于list的內(nèi)存模型和vector內(nèi)存模型的區(qū)別，vector每次插入時(shí)由于可能會(huì)造成內(nèi)存的重新配置，會(huì)造成原先所有的迭代器失效。而list的插入只是為新節(jié)點(diǎn)分配內(nèi)存，并將其添加到鏈表中，對鏈表中其他節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存不會(huì)造成影響，所以list的插入則不會(huì)引起迭代器失效。如下。

template <typename T> void list<T>::insert(iterator position, size_type n, const T& x) {for (; n > 0; --n)insert(position, x); }
template <typename T> void list<T>::insert(iterator position, const T& x)//posiiton之前插入 {link_type tmp = create_node(x);tmp->next = position.node;tmp->prev = position.node->prev;(link_type(position.node->prev))->next = tmp;position.node->prev = tmp; }
link_type create_node(const T& x) {link_type p = get_node();construct(&p->data, x);return p; }
link_type get_node() { return list_node_allocator::allocate(1);}

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（全文完）

附： STL系列文章：http://www.cnblogs.com/zxiner/p/7197402.html 一款簡易版STL的實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目地址：https://github.com/zinx2016/MiniSTL/tree/master/MiniSTL

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/zxiner/p/7202558.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STL—list的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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