c++ - 为双向链表实现 begin() 和 end()

Question

我已经编写了自己的容器类，其原始内部数据结构是 std::list。然后我需要创建自己的双向链表。我现在已经实现了我自己的双向链表以及我自己的链表迭代器，但我在让它表现得像 std::list 时遇到问题，尤其是 begin( ) 和 end()。

据我了解，begin() 应该指向第一个节点，end() 应该指向最后一个元素之后的一个元素。我需要确保在调用 end() 时我可以递减到有效的最后一个元素。我还需要确保我可以进行正常的遍历，例如...

while (beg != end ) { do something; beg++; }

本质上，我的链表只使用包含数据元素的节点、指向前一个节点的指针和指向下一个节点的指针。

当我第一次尝试实现我的end() 时，我只是让最后一个节点的下一个指针成为一个nullptr。它独立工作，但与 STL 的工作方式不同。

关于如何以与标准库相同的方式实现 begin() 和 end() 有什么建议吗？

Answer 1

您可以引入一个哨兵节点并拥有一个循环链表。

草图:

class List
{
    private:
    struct Node {
        Node* previous;
        Node* next;

        Node() : previous(this), next(this) {}
    };

    struct DataNode : Node {
        int data;
    };

    public:
    class iterator
    {
        friend class List;

        private:
        iterator(Node* node) : m_node(node) {}

        public:
        iterator() : m_node(0) {}

        iterator& operator ++() {
            m_node = m_node->next;
            return *this;
        }

        int& operator * () {
            // Note: Dereferncing the end (sentinal node) is undefined behavior.
            return reinterpret_cast<DataNode*>(m_node)->data;
        }

        // More iterator functions.

        private:
        Node* m_node;
    };

    public:
    List() : m_sentinal(new Node) {}

    iterator begin() { return iterator(m_sentinal->next); }
    iterator end() { return iterator(m_sentinal); }

    iterator insert(iterator position, int data) {
        DataNode* data_node = new DataNode; // pass data
        Node* current = position.m_node;
        data_node->next = current;
        data_node->previous = current->previous;
        current->previous->next = data_node;
        current->previous = data_node;
        return iterator(current);
    }

    void append(int data) {
        insert(end(), data);
    }

    private:
    Node* m_sentinal;
};