C++——list迭代器的模拟实现（入门）

前言：

目前学习阶段遇到最难的一部分，可能与我一开始思考方向不对有很大的关系。因此，从最开始就要纠正自己的错误。

认识迭代器：

👉：容器迭代器设计思路体现了C++三大特性中的封装，屏蔽底层实现细节和结构差异，从而提供统一的访问方式。当解引用和++操作无法正常访问数据时，这个时候就要改变底层的设计，使其能够进行解引用和++操作

认识封装：

👉：我们现实生活中各种各样的银行卡：工商、建商、农行......各个银行卡底层的支付方式都不一样，因此线上支付的逻辑就是将不同银行的支付方式进行一个封装，我们不用管他底层是怎么样实现的，但是访问方式都是统一的，即扫码付款。

一、list迭代器与string/vector之间的区别

这里说的区别主要从模拟实现的方式去考虑，而非库函数中自带的list、string以及vector。

先前学习string/vector时，迭代器的底层完全可以说成是指针。我们可以很轻松的写出如下代码：

int main()
{
	jc::vector<int> lt1;        //此vector 在命名空间jc中定义
	vector.push_back(1);
	vector.push_back(1);
	vector.push_back(1);
	vector.push_back(1);

	jc::vector<int>::iterator it1 = lt1.begin();
	while (it1 != lt1.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		++it1;
	}
	cout << endl;
}

因为底层是指针：

👉：可以直接进行解引用得到数据

👉：可以直接通过++去访问到下一个数据的地址

★★★

但list底层模拟实现迭代器的方式与前两者完全不同！

因为当我们去创建一个链表的时候，解引用得到的是一个节点，而非我们所想要的数据。

而当我们对数据进行++处理时，因为链表中节点地址是不连续的，因此++操作会使得我们丢失原来的数据。

为了能继续使用解引用操作和++操作，我们需要通过运算符重载的方式去实现迭代器，因此需要在命名空间里定义新的对象，来封装节点指针，重载运算符，去模拟指针的行为

二、代码分析

通过下述代码来分析这一过程。

👉大致过程（从测试开始）

1：通过下列代码，创建了一个链表：lt1 。随后插入四个数据。

void empty_init()
	{
		_head = new Node();
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;
	}

	list()
	{
		empty_init();
	}

2：此处的迭代器不再是指针，而是struct类类型对象 it1，类型为：list_iterator<T>

       

bit::list<int>::iterator it1 = lt1.begin();

问：lt1.begin()；实现了什么？

答：如图所示，匿名对象会调用相应自定义类的构造函数，此处临时构造一个 list_iterator<T> 类型的临时对象tmp，并返回给 it1，同时将_hear->next的指针（链表的头）传递给了成员变量_node，当此行结束时，匿名对象tmp结束生命周期

而这个_node是整个代码中，最核心的部分，因为他是链表的头节点，包含了所有信息，通过这个节点，我们可以访问所有的数据，“魔法”由此开始

3：循环过程

根据先前所学的运算符重载的知识，*it1会调用函数①，先前_node已经保存了链表的头节点，因此通过_node->_data便可直接访问数据。

而++it1则会调用函数②，通过_node->_next即可访问链表的下一个节点。

注：

1：时刻牢记此处 it1 不再是指针，而是类类型对象

2：&it1 为隐含的this指针