揭秘C++链表实现原理与实战。

list的模拟实现基础概念

list是一种线性数据结构，支持动态内存分配和高效的元素插入、删除操作。模拟实现list需要理解其底层机制，通常通过节点（Node）和指针（Pointer）完成。每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

template <typename T>
struct Node {
    T data;          // 存储的数据
    Node<T>* next;   // 指向下一个节点的指针
    Node<T>* prev;   // 双向链表需要指向前一个节点的指针
};

单链表的模拟实现

单链表的实现主要包含插入、删除、遍历等操作。以下是一个简单的单链表类定义：

template <typename T>
class LinkedList {
private:
    Node<T>* head;   // 头节点指针
    int size;        // 链表长度

public:
    LinkedList() : head(nullptr), size(0) {}

    // 在链表尾部插入元素
    void push_back(const T& value) {
        Node<T>* newNode = new Node<T>{value, nullptr};
        if (head == nullptr) {
            head = newNode;
        } else {
            Node<T>* current = head;
            while (current->next != nullptr) {
                current = current->next;
            }
            current->next = newNode;
        }
        size++;
    }

    // 删除指定位置的元素
    void erase(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) return;
        if (index == 0) {
            Node<T>* temp = head;
            head = head->next;
            delete temp;
        } else {
            Node<T>* current = head;
            for (int i = 0; i < index - 1; ++i) {
                current = current->next;
            }
            Node<T>* temp = current->next;
            current->next = temp->next;
            delete temp;
        }
        size--;
    }

    // 获取链表长度
    int getSize() const { return size; }
};

双向链表的模拟实现

双向链表在每个节点中增加一个指向前驱节点的指针，支持双向遍历。以下是双向链表的实现