Реализация класса итераторов в собственном контейнере list

@Andrikson · Регистрация: 07.01.2023

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Написать класс итераторов для работы с данным списком

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
// List.h--------------------------------------------------------------------
template<typename T>
class ListNode              
{
public:
    T data;                 
    ListNode *pNext; //указатель на адрес следующего узла
    ListNode *prevNode; // указатель на адрес предыдущего узла
 
    ListNode(T data = T(), ListNode *pNext = nullptr, ListNode *prevNode = nullptr)
    {
        this->data = data;
        this->pNext = pNext;
        this->prevNode = prevNode;
    }
};
 
template<typename T>       
class List
{
public:
    List();
    ~List();
    void pop_front();
    void pop_back();
    void push_front(T data);
    void push_back(T data);
    void insert(T data, int index);
    void print();
    int getSize() { return Size; }
    void clear();
    void remove(int index);     
 
    T & operator[](const int index);
private:
    int Size;
    ListNode<T> *head;        // голова списка 
    ListNode<T> *tail;           // хвост списка
};

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
// List.cpp---------------------------------------------------------------------------
 
 
template<typename T>       
List<T>::List()
{
    this->Size = 0;
    this->head = this->tail = nullptr;
}
 
template<typename T>              
List<T>::~List()
{
    clear();                                
}
 
template<typename T>
void List<T>::push_back(T data)                  
{
    ListNode<T> *current = new ListNode<T>(data);  
    if (head == nullptr)                    
    {
        current->prevNode = nullptr;             
        head = tail = current;                        
    }
    else                                                     
    {
        current->prevNode = tail;              
        tail->pNext = current;             
        tail = current;
    }
    Size++;                                                      
}
 
template<typename T>
void List<T>::insert(T data, int index)         
{
    if (index == 0)                                
    {
        push_front(data);   
    }
    else  
    {
        ListNode<T> *previous = this->head;    
        for (int i = 0; i < index - 1; i++)
        {
            previous = previous->pNext;
        }
        ListNode<T> *newListNode = new ListNode<T>(data, previous->pNext);      
        previous->pNext = newListNode;
        Size++;
    }
}
 
template<typename T>
T & List<T>::operator[](const int index) 
{
    int counter = 0;                   
    ListNode<T> *current = this->head;  
    while (current != nullptr)        
    {
        if (counter == index)       
            return current->data;    
        else                                
            current = current->pNext;  
        counter++;                        
    }
}
 
template<typename T>
void List<T>::pop_front()       
{
    ListNode<T> *temp = this->head;
    this->head = head->pNext;
    delete temp;   
    Size--;             
}
 
template<typename T>
void List<T>::clear()   
{
    while (Size>0)   
    {
        pop_front();
    }
}
 
template<typename T>
void List<T>::push_front(T data)        
{
    head = new  ListNode<T>(data, head); 
    Size++;  
}
 
template<typename T>
void List<T>::remove(int index)
{
    if (index == 0)
    {
        pop_front();
    }
    else
    {
        ListNode<T> *previous = this->head;
        for (int i = 0; i < index - 1; i++)
        {
            previous = previous->pNext;
        }
        ListNode<T> *Del = previous->pNext;
        previous->pNext = Del->pNext;
        delete Del;
        Size--;
    }
}
 
template<typename T>
void List<T>::pop_back() 
{
    remove(Size - 1);   
}
 
template<typename T>
void List<T>::print()                     
{
    ListNode<T> * current = this->head;
    while (current)
    {
        cout << current->data << endl;
        current = current->pNext;
    }
    cout << endl;
}

@lemegeton · 08.01.2023, 04:45

Сообщение от Andrikson

List.cpp

Так не получится. Не выйдет разделить шаблонный класс на две единицы трансляции.

Сообщение от Andrikson

Написать класс итераторов для работы с данным списком

"Данный список" надо улучшать, чтоб напихать в него итераторов.

Например в таком виде нода после последней (end) есть null и невозможно получить последнюю ноду перед после последней. То бишь не выйдет сделать --end().

"Классический" подход решения заключается в том, чтоб создать ноду перед первой и после последней.

Постарался как можно меньше менять ваш код, но получилось много.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
#include <iostream>
 
struct ListNodeBase {
    ListNodeBase() : prev(this), next(this) {}
 
    ListNodeBase(ListNodeBase *position) : prev(position->prev), next(position) {
        prev->next = next->prev = this;
    }
 
    virtual ~ListNodeBase() {
        prev->next = next;
        next->prev = prev;
    }
 
    ListNodeBase *prev;
    ListNodeBase *next;
};
 
template<typename T>
struct ListNode : public ListNodeBase {
    T value;
 
    ListNode(ListNodeBase *position, const T &value) : ListNodeBase(position), value(value) {}
 
    T *getPointer() {
        return std::addressof(value);
    }
 
    const T *getPointer() const {
        return std::addressof(value);
    }
};
 
// итератор
template<typename T>
struct ListIterator {
    // трейты
    using value_type = T;
    using pointer = value_type *;
    using reference = value_type &;
    using iterator_category = std::bidirectional_iterator_tag;
    using difference_type = std::ptrdiff_t;
 
    // для удобства
    using Self = ListIterator<value_type>;
 
    ListNodeBase *node;
 
    ListIterator(ListNodeBase *node) : node(node) {}
 
    reference operator*() const {
        return *dynamic_cast<ListNode<T> *>(node)->getPointer();
    }
 
    pointer operator->() const {
        return dynamic_cast<ListNode<T> *>(node)->getPointer();
    }
 
    Self &operator++() {
        node = node->next;
        return *this;
    }
 
    Self operator++(int) {
        Self result = *this;
        node = node->next;
        return result;
    }
 
    Self &operator--() {
        node = node->prev;
        return *this;
    }
 
    Self operator--(int) {
        Self result = *this;
        node = node->prev;
        return result;
    }
 
    bool operator==(const Self &other) const {
        return node == other.node;
    }
 
    bool operator!=(const Self &other) const {
        return node != other.node;
    }
 
};
 
// константный итератор
template<typename T>
struct ConstListIterator {
    // Convenience aliases
    using Self = ConstListIterator<T>;
 
    // STL Iterator Compatibility:
    using value_type = T;
    using pointer = const value_type *;
    using reference = const value_type &;
    using iterator_category = std::bidirectional_iterator_tag;
    using difference_type = std::ptrdiff_t;
 
    const ListNodeBase *node;
 
    ConstListIterator(ListNodeBase *node) : node(node) {}
 
    ConstListIterator(ListIterator<T> &other) : node(other.node) {}
 
    reference operator*() const {
        return *dynamic_cast<const ListNode<T> *>(node)->getPointer();
    }
 
    pointer operator->() const {
        return dynamic_cast<const ListNode<T> *>(node)->getPointer();
    }
 
    Self &operator++() {
        node = node->next;
        return *this;
    }
 
    Self operator++(int) {
        Self result = *this;
        node = node->next;
        return result;
    }
 
    Self &operator--() {
        node = node->prev;
        return *this;
    }
 
    Self operator--(int) {
        Self result = *this;
        node = node->prev;
        return result;
    }
 
    bool operator==(const Self &other) const {
        return node == other.node;
    }
 
    bool operator!=(const Self &other) const {
        return node != other.node;
    }
};
 
template<typename T>
inline bool operator==(const ListIterator<T> &a, const ConstListIterator<T> &b) {
    return a.node == b.node;
}
 
template<typename T>
inline bool operator!=(const ListIterator<T> &a, const ConstListIterator<T> &b) {
    return a.node != b.node;
}
 
template<typename Iterator>
Iterator previous(Iterator position) {
    return --position;
}
 
template<typename Iterator>
Iterator next(Iterator position) {
    return ++position;
}
 
template<typename T>
class List {
public:
    using Iterator = ListIterator<T>;
    using ConstIterator = ConstListIterator<T>;
 
    List() : size(0), base() {}
 
    // конструктор копирования и оператор присваивания нужны
    // у вас их не было, я их просто поудаляю
    List(const List<T> &) = delete;
 
    List<T> &operator=(const List<T> &) = delete;
 
    ~List() {
        clear();
    }
 
    Iterator begin() {
        return base.next;
    }
 
    ConstIterator begin() const {
        return base.next;
    }
 
    Iterator end() {
        return &base;
    }
 
    ConstIterator end() const {
        return &base;
    }
 
    Iterator insert(Iterator position, const T &value) {
        ++size;
        return new ListNode<T>(position.node, value);
    }
 
    Iterator erase(Iterator position) {
        --size;
        Iterator result = next(position);
        delete position.node;
        return result;
    }
 
    void pushBack(const T &value) {
        insert(end(), value);
    }
 
    void pushFront(const T &value) {
        insert(begin(), value);
    }
 
    void popBack() {
        erase(previous(end()));
    }
 
    void popFront() {
        erase(begin());
    }
 
    std::size_t getSize() const {
        return size;
    }
 
    bool isEmpty() const {
        return base.next == &base;
    }
 
    void clear() {
        while (!isEmpty()) {
            delete base.next;
        }
        size = 0;
    }
 
private:
    std::size_t size;
    ListNodeBase base;
};
 
int main() {
    List<int> list;
 
    for (std::size_t i = 0; i < 12; ++i) {
        list.pushBack(i);
        list.pushFront(i);
    }
    std::cout << list.getSize() << std::endl;
 
    list.popFront();
    list.popBack();
 
    for (List<int>::Iterator i = list.begin(), end = list.end(); i != end;) {
        i = list.erase(i);
        if (i != end) {
            i = next(i);
        }
    }
 
    for (const auto &i : list) {
        std::cout << i << std::endl;
    }
    std::cout << list.getSize();
 
 
    return 0;
}

@Andrikson · 09.01.2023, 10:21 **[ТС]**

Добавлено через 32 секунды
1). У меня работает разделение шаблона на .cpp и .h . Делается это несложно.
Нужно в реализации шаблона, т.е. в List.cpp подключить заголовочный файл List.h .
Затем в отдельном файле, там где у нас находится int main(),
мы используем директиву препроцессора #include "List.cpp" и всё работает. Просто все привыкли в main подключать .h файлы, но для шаблонов подключается .cpp
Главное, чтобы в этих файлах была реализация только шаблонных классов и методов.
2).Спасибо за Ваш ответ, он дейтвительно хороший)

@SmallEvil · 09.01.2023, 10:38

Сообщение от Andrikson

1). У меня работает разделение шаблона на .cpp и .h

Сообщение от Andrikson

#include "List.cpp" и всё работает

Мастера, хуле

@lemegeton · 09.01.2023, 10:42

Сообщение от Andrikson

У меня работает разделение шаблона на .cpp и .h . Делается это несложно.
Нужно в реализации шаблона, т.е. в List.cpp подключить заголовочный файл List.h .

Замечательно.
Да, так получится. Будет одна единица трансляции.
Один комментарий. Инклудить файл .cpp может внести путаницу.

Классическая практика, чтоб не путаться, -- именовать файл List.cpp с другим расширением (у GCC, например, такое расширение .tcc, мне лично больше нравится .tpp) и включать уже его в заголовочный файл .h.

Тогда в других файлах можно продолжать включать .h файлы, а не .cpp.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .	От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .	Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .	Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .	Ломающие изменения в C#.NStar Alpha Etyuhibosecyu 20.11.2025 Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .
Мысли в слух kumehtar 18.11.2025 Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .	Создание Single Page Application на фреймах krapotkin 16.11.2025 Статья исключительно для начинающих. Подходы оригинальностью не блещут. В век Веб все очень привыкли к дизайну Single-Page-Application . Быстренько разберем подход "на фреймах". Мы делаем одну. . .	Фото: Daniel Greenwood kumehtar 13.11.2025	Расскажи мне о Мире, бродяга kumehtar 12.11.2025 — Расскажи мне о Мире, бродяга, Ты же видел моря и метели. Как сменялись короны и стяги, Как эпохи стрелою летели. - Этот мир — это крылья и горы, Снег и пламя, любовь и тревоги, И бескрайние. . .	PowerShell Snippets iNNOKENTIY21 11.11.2025 Модуль PowerShell 5. 1+ : Snippets. psm1 У меня модуль расположен в пользовательской папке модулей, по умолчанию: \Documents\WindowsPowerShell\Modules\Snippets\ А в самом низу файла-профиля. . .

@Andrikson 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.01.2023 Сообщений: 2
	09.01.2023, 10:21 [ТС]
	Добавлено через 32 секунды 1). У меня работает разделение шаблона на .cpp и .h . Делается это несложно. Нужно в реализации шаблона, т.е. в List.cpp подключить заголовочный файл List.h . Затем в отдельном файле, там где у нас находится int main(), мы используем директиву препроцессора #include "List.cpp" и всё работает. Просто все привыкли в main подключать .h файлы, но для шаблонов подключается .cpp Главное, чтобы в этих файлах была реализация только шаблонных классов и методов. 2).Спасибо за Ваш ответ, он дейтвительно хороший) 0