C++简单实现list链表数据结构

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。

• 链表的组成：链表由一系列结点组成
• 结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

C++STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

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今天实现的简单链表如下：

1. 链表类Mylist（封装私有成员Node指针head）

• Mylist类头部插入数据：insert_head
• 重载输出符号<<使cout直接输出节点数据

2. 节点结构体Node(封装整型数据，结构体指针)
3. Mylist类内部封装的迭代器类Iterator

• Iterator类重载++运算符使迭代器可以指向下一个节点
• Iterator类重载*运算符使通过迭代器*拿到节点的数据
• Iterator类重载!=运算符使!=可以比较两个节点对象
• 头部迭代器begin()
• 尾部迭代器end()

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代码示例：

使用模板，将数据的参数类型模板化

template<class T>
class Mylist
{

	//节点结构体
	struct Node
	{
		Node(T x, Node* ptr = nullptr):data(x),next(ptr) {}
		T data;
		Node* next;
	};
public:

	//Mylist类封装的迭代器Iterator
	class Iterator
	{
	public:
		Iterator(Node* ptr=nullptr):pos(ptr){}
		~Iterator() {}

		Iterator &operator++(int) {
			if (nullptr != pos) {
				pos = pos->next;
			}
			return *this;
		}

		int& operator*() {
			return pos->data;
		}

		bool operator !=(Iterator x) {
			return pos != x.pos;
		}

	private:
		Node* pos;

	};

public:
	Mylist() :head(nullptr) {}
	~Mylist() {
		while (head){
			Node* tem = head;
			head = head->next;
			delete tem;
		}
	}

	//头部插入数据
	void insert_head(int data) {
		Node* node = new Node(data);
		node->next = head;
		head = node;
	}

  
  template<typename X>
	//输出<< 符号重载，cout<<直接输出Mylist& list的每一个节点
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Mylist<X>& list);

	//迭代器头部位置
	Iterator begin(){
		return Iterator(head);
	}

	//迭代器尾部位置
	Iterator end() {
		return Iterator(nullptr);
	}

private:
	//节点的头指针
	Node* head;
};

  template<typename X>
ostream& operator<<(ostream& out, const Mylist& list) {
	typename Mylist<X>::Node* tem = list.head;
	while (tem){
		out << tem->data << ",";
		tem = tem->next;
	}
	out << endl;
	return out;
}

main函数测试

int main() {

	Mylist<int> l1;
	l1.insert_head(1);
	l1.insert_head(2);
	l1.insert_head(3);
	l1.insert_head(4);
	l1.insert_head(5);

	cout << l1;

	Mylist<int>::Iterator i = l1.begin();
	while (i!=l1.end())
	{
		cout << *i << endl;
		i++;
	}

	system("pause");

	return 0;
}