如何实现双向链表的迭代器？

Question

我有一个自定义的双向链表 class 并且我想为它实现迭代器，以便我可以使用 std::sort 之类的函数和下面提供的函数。 可以做些什么呢？

例如，现在我有了实现，但它很糟糕。 下面的字符串

std::cout << list.end() - list.begin() << std::endl;

输出

-179191768

其中 list 是我的列表 class ，其中包含 10 个元素。

我想工作的function：

template <typename I, typename C>
void quickSort(I begin, I end, C cmp) {
    if (begin >= end) throw new exception_incorrectSelection;
    I i = begin, j = end;
    T pivot = *(i + (j - i) / 2);
    while (i <= j) {
        while (cmp(*i, pivot)) ++i;
        while (cmp(pivot, *j)) --j;
        if (i <= j) {
            std::iter_swap(i, j);
            ++i;
            --j;
        }
    }
    if (j > begin) quickSort(begin, j, cmp);
    if (i < end) quickSort(i, end, cmp);
}

由于前面表达的原因，它在异常检查时中断。

Answer 1

迭代器有各种类别。 对于双向链表，您通常会实现双向迭代器。 双向迭代器不支持std::sort ，但会支持许多（大多数？）其他算法，例如find 、 find_if 、 accumulate等。

您可以为支持 RandomAccessIterator 概念的双向链表编写迭代器（例如，支持的iterator + int和iterator - int ），但您是否真的想要这样做是有疑问的——您通常期望随机访问迭代器提供恒定的时间加法和减法，但使用链表，它们将是线性时间。 因此，即使您在需要支持的操作方面支持该概念，您也违反了对复杂性的要求：

RandomAccessIterator概念增加了对使用 +=、+、-= 和 - 的恒定时间推进的支持，以及使用 - 计算恒定时间距离的支持。 随机访问迭代器还通过下标支持数组表示法。

[重点补充]

因此，尽管您可以根据需要使其与std::sort一起使用，但这样做可能不是一个好主意。

这留下了两个选择：go 提前并产生相同的接口，并接受随机访问操作将具有线性复杂性的事实，或者重写您的算法以使用双向迭代器可以提供的功能。 看起来像这样：

template <typename I, typename C>
void quickSort(I begin, I end, C cmp) {
    if (begin >= end) throw new exception_incorrectSelection;
    I i = begin, j = end;
    T pivot = *(i + std::distance(i, j) / 2); // <--
    while (i <= j) {
        while (cmp(*i, pivot)) ++i;
        while (cmp(pivot, *j)) --j;
        if (i <= j) {
            std::iter_swap(i, j);
            ++i;
            --j;
        }
    }
    if (j > begin) quickSort(begin, j, cmp);
    if (i < end) quickSort(i, end, cmp);
}

至少像通常实现的那样， std::distance会做这样的事情：

template <class Iter>
size_t distance(Iter a, Iter b) { 
    size_t ret = 0;

    while (a != b) {
       ++a;
       ++ret;
    }
    return ret;
}

...因此，只要您的迭代器支持++和!= ，通常就足以使其与std::distance一起使用。