送给大家一句话：
若结局非你所愿，就在尘埃落定前奋力一搏。—— 《夏目友人帐》
手搓 list 容器
1 前言1.1 底层结构1.2 使用场景1.3 功能简介 2 框架搭建2.1 节点类2.2 list 类2.3 迭代器类 3 功能实现3.1 begin() 与 end()3.2 插入操作3.3 删除操作3.4 拷贝构造3.5 析构函数3.6 其他函数 4 总结Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！下一篇文章见！！！
1 前言
List是C++标准模板库(STL)中的一个成员，其本质为带头双向循环链表。不同于连续的、紧密排列的数组容器Vector，List容器的内部是由双向链表构成的，使得它在插入和删除操作上，就如同行云流水一般顺畅，不需移动其它元素。
1.1 底层结构
List容器的底层结构，是一个经典的带头双向循环链表。每个节点包含：
数据指向前一个节点的指针指向后一个节点的指针。这种结构赋予了List灵动的特性：它能够轻松地在任意位置增加或移除元素，而这种操作几乎是与容器大小无关的，体现了时间复杂度上的优势。但这种优势的代价是，与数组相比，List在访问元素时的速度会较慢，因为它需要从头开始遍历。这也决定了list的更适合频繁插入的动态数据。
来看STL源码中的节点结构：
template <class T>struct __list_node { typedef void* void_pointer; void_pointer next; void_pointer prev; T data;};1.2 使用场景
List最适合的场景是那些需要频繁进行插入和删除操作的场合。
例如，如果你正在管理一个动态变化的列表，如任务调度、人员排队等场景，List的特性将大放异彩。但是如果你的应用场景更多地需要随机访问元素，那么向量（Vector）或者数组可能是更佳的选择。因为List的顺序访问性能相比之下会显得有些力不从心。
1.3 功能简介
功能简介我们可以参考STL官方库 :list文档介绍
插入与删除：List的插入和删除操作非常高效，它可以在任意位置快速地添加或移除元素，而不需要像连续内存容器那样进行大量元素的移动。多种构造：类都应该包含多种构造函数支持迭代器：迭代器是C++重要的特性，我们写的list 也一定要支持迭代器。2 框架搭建
现在我们开始实现list 容器，首先先要思考一下框架结构：
首先我们需要一个节点结构体（类似源码中的节点）其次我们的list 类要带一个头结点，让我们更方便进行插入删除操作基本就是这样，现在我们开始手搓
2.1 节点类
// 节点 结构体template<class T>struct ListNode{ListNode* _next;ListNode* _prev;T _data;ListNode(T x = T()) :_next(nullptr),_prev(nullptr),_data(x){}//ListNode(T x = T()) //{//_next = nullptr;//_prev = nullptr;//_data = x;//}~ListNode(){_next = nullptr;_prev = nullptr;}};这里使用模版来适配更多的情景，然后基本的数据，前后指针都很简单。在编写一个构造函数，==构造函数使用初始化列表，并不是必须使用。析构函数避免野指针出现，将指针赋值为nullptr就可以了。
2.2 list 类
我们先进行简单的框架书写，构造函数需要创建一个头结点，因为我们要创建双向循环链表，所以头尾都要指向头结点本身。 _size赋初值。
template<class T>class list{public://设置适配的节点typedef ListNode<T> Node;//空初始化void empty_init(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}//构造函数list() :_head(nullptr){empty_init();}private:Node* _head;size_t _size;};接下来我们来逐步完成功能书写，由于我们还没有进行迭代器的书写
2.3 迭代器类
我们思考一下这里能不能使用原生指针来完成迭代器的操作（++ == != --）当然是不能的，因为链表的物理地址并不是连续的，对原生指针的++或–操作是没有意义的，所以我们需要自行编写迭代器类，对原生指针进行封装，来满足我们特殊的++和–操作。
//这里的模板可以再次升级 先简单写一下template<class T>class ListIterator {public://重命名方便书写typedef ListNode<T> Node;typedef ListIterator<T> Self;Node* _node;ListIterator(Node* x ):_node(x){}//操作符重载 前置++ 与 后置++的区别是参数是否带（int）//++tSelf operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//t++Self operator++(int){Self tmp(*this);//浅拷贝即可_node = _node->_next;return tmp;}//--tSelf operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//t--Self operator--(int){Self tmp(*this);//浅拷贝即可_node = _node->_prev;return tmp;}//判断是否相等 比较指针地址是否相同即可bool operator!=(const Self& it){return _node != it._node;}//判断是否相等 比较指针地址是否相同即可bool operator==(const Self& it){return _node == it._node;}// 解引用操作 *it 返回节点数据的引用 可以进行修改T& operator*(){return _node->_data;}//因为指针才能使用-> 所以->要返回地址（指针）T* operator->()//编译器会进行省略->{return &_node->_data;}};这样迭代器类就大致写好了，那么一般我们的迭代器应该还要支持const，不然我们传入一个不可修改的链表（const list l）,就会反生报错，那么我们还要书写一份const版的迭代器。如果进行编写，那么是不是会有大部分与刚才我们书写的迭代器重复（++ -- == != 都是一样的），只有operator*()和operator->()返回值不一致：
const list<T> l进行操作，那么节点数据不可改变，所以不影响++ -- == != 这些操作，受影响的是operator*()和operator->()返回值（该情况下链表本身是只读的，又因为不能将权限进行扩大，所以返回值应该也是只读的（const））。那这样就发现了不同常迭代器应该为 const T& operator*() 和 const T* operator->() ,所以有没有一种办法可以简单解决呢，当然有了，我们设置一个新模版（带有三个参数），创建的时候就传入对应参数 我们将模版修改为这样，
//reference 引用 pointer 指针template<class T , class Ref ,class Ptr>对应返回值也改变：
Ref operator*(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return &_node->_data;}那么类实例化的时候传入对应参数就好了：
typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;typedef ListIterator<T, const T&, const T*> const_iterator;这样就实现了迭代器的创建，是不是就非常简洁了呢
3 功能实现
3.1 begin() 与 end()
使用迭代器即可，注意end()是头结点，因为遍历过程中，全部遍历后会回到头结点，所以直接判断是否为头结点就能控制结束位置。
//普通迭代器typedef ListIterator<T, T&, T*> iterator;//常迭代器typedef ListIterator<T, const T&, const T*> const_iterator;iterator begin() { return _head->_next; }iterator end() { return _head; }const_iterator begin() const { return _head->_next; }const_iterator end() const { return _head; }3.2 插入操作
插入操作我们很熟悉，步骤是创建一个新节点，然后通过改变指针指向来完成插入操作：
来看尾插操作，
void push_back(const T& x = T()){//创建新节点Node* node = new Node(x);//找尾Node* tail = _head->_prev;//进行插入node->_next = _head;node->_prev = tail;tail->_next = node;_head->_prev = node;//别忘记大小++_size++;}任意位置插入，操作思路依然是对前后节点与新节点的指针指向进行操作，来完成插入。
void insert(iterator pos = begin(), T x = T()){//创建新节点Node* node = new Node(x);//前节点 后节点Node* prev = pos._node->_prev;Node* next = pos._node;//处理新节点node->_prev = prev;node->_next = next;//出现前后节点prev->_next = node;next->_prev = node;//别忘记大小++_size++;}头插，直接干脆调用insert就可以了
void push_front(const T& x = T()){insert(begin(), x);}3.3 删除操作
删除操作，同样是使用指针操作，来达到删除的效果。注意要对删除的节点进行释放空间操作（delete），不然会发生内存泄漏！！！
尾删void pop_back(){Node* tail = _head->_prev;Node* prev = tail->_prev;prev->_next = _head;_head->_prev = prev;delete tail;_size--;}//头删void pop_front(){Node* head = _head->_next;Node* next = head->_next;_head->_next = next;next->_prev = _head;delete head;_size--;}//任意位置删除iterator erase(iterator pos){Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;prev->_next = next;next->_prev = prev;delete cur;_size--;return iterator(next);}需要注意的是，任意位置删除因为使用了迭代器，删除后会造成迭代器失效，所以需要更新迭代器，返回被删除节点的下一个节点的迭代器即可。
3.4 拷贝构造
拷贝构造直接将数据一个一个插入到该链表中即可：
list(const list<T>& l){empty_init();iterator it = l.begin();while (it != l.end()){push_back(*it);it++;}}这样十分方便快捷！！！
3.5 析构函数
void clear(){//依次释放iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}~list(){clear();//需要单独释放头结点空间delete _head;_head = nullptr;}3.6 其他函数
返回大小：
size_t size() const { return _size; }判断是否为空：
bool empty(){return _size == 0;}清空数据：
void clear(){iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}4 总结
本文我们实现了STL库中重要的list 的模拟实现，其中最重要莫过于迭代器的封装类的书写，这是前所未有的操作（对于我来说，我是第一次使用这种结构）。通过list 的模拟实现也帮我们巩固了类与对象的知识，也强化了指针操作的思路。欢迎大家讨论分析。
