实现 list 的主要思想及过程
首先,实现过程中的所有代码必须放在自己定义的命名空间中。
定义一个结点的结构体类模板,结点的数据类型就应该是模板类型 T,定义的 next指针和 prev指针都应该是模板指针类型,并且结构体类中药有构造函数,确保在 new 结点的时候,不会出现未初始化的情况。
第二步就是定义一个迭代器的类模板,其中模板参数要有三个,分别做数据类型和返回值类型,保证普通迭代器和 const 类型的迭代器都能通用,在泛型编程下,只要保证模板参数的数量足够,编译器就能自动推导需要的数据类型!
最后一步就是写出 list 的类模板,这个其实只需要传一个模板参数即可,在使用迭代器的时候,使用迭代器自己实例化的模板参数来自动推导即可。
因为list 在使用迭代器的时候只需要控制普通迭代器和 const 迭代器的返回类型即可,所以只需要两种不同模板参数的迭代器区分返回值即可。
#include<iostream> using namespace std; namespace zyb { template<class T> struct list_node { T _val; list_node<T>* _next; list_node<T>* _prev; list_node(const T& x = T()) :_val(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++(int) { self tmp = __list_iterator(_node); _node = _node->_next; return tmp; } self operator--(int) { self tmp = __list_iterator(_node); _node = _node->_prev; return tmp; } self& operator++() { _node = _node->_next; return *this; } self& operator--() { _node = _node->_prev; return *this; } bool operator==(const self& it) { return it._node == _node; } bool operator!=(const self& it) { return it._node != _node; } Ref operator*() { return _node->_val; } Ptr operator->() { return &(_node->_val); } }; }
泛型编程中模板的再理解
过程中学习到的一些模板的知识:如何自己实现一个函数,可以打印不同容器中不同的数据类型?
这是实现 list 的不同数据打印的代码,值得注意的是,在 list<T> 前面加了一个 typename ,包括前面的模板声明,也用的是 typename 这是为什么呢?
如果不加 typename ,因为 list<T> 就是未实例化的模板,因为类型是不确定的,里面会有好多未确认的类型,并且编译器无法辨别 const_iterator 是 内嵌类型 还是 静态成员变量(只有内嵌类型和静态成员变量才能通过类域去访问),编译器就会报错;那么前面加一个 typename,就相当于一个给编译器的声明,这是一个内嵌类型(保证编译的时候不会报错),等 list<T> 实例化之后,再去对应的类里找到实例化类型来替换。
template<typename T> void print_list(const list<T>& lt) { typename list<T>::const_iterator it1 = lt.begin(); while (it1 != lt.end()) { cout << *it1 << ' '; ++it1; } cout << endl; for (auto e : lt) { cout << e << ' '; } }
当然,也可以改写为一个针对全部容器打印数据的代码,
Container 的类型根据传入的容器类型来推导出来,相当于对于上面的模板再抽象了一层。
这就是泛型编程!
template<typename Container> void print_container(const Container& x) { typename Container::const_iterator it1 = x.begin(); while (it1 != x.end()) { cout << *it1 << ' '; ++it1; } cout << endl; for (auto e : x) { cout << e << ' '; } }