浅析开源内存数据库Fastdb

一、list介绍

1. list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。

2. list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。

3.与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。

4.与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问。

二、list模拟实现

template<class T>
	struct list_node
	{
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;
		T _data;

		list_node(const T& x = T())
			: _prev(nullptr)
			, _next(nullptr)
			, _data(x)
		{}
	};


	//迭代器要么就是原生指针
	//     要么就是自定义类型对原生指针的封装，模拟指针的行为
	template<class T, class Ref, class Ptr>
	struct _list_iterator
	{
		typedef list_node<T> node;
		typedef _list_iterator<T, Ref, Ptr> self;
		node* _node;

		_list_iterator(node* n)
			: _node(n)
		{}

		//解引用
		Ref operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		Ptr operator->()
		{
			return &_node->_data;
		}

		//前置++
		self& operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		//后置++
		self operator++(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_next;
			return tmp;
		}

		//前置--
		self& operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}

		//后置--
		self operator--(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_prev;
			return tmp;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return _node != s._node;
		}

		bool operator==(const self& s)
		{
			return _node == s._node;
		}
	};

	//再写一个const迭代器，太呆而且代码冗余
	//template<class T>
	//struct _list_const_iterator
	//{
	//	typedef list_node<T> node;
	//	typedef _list_const_iterator<T> self;
	//	node* _node;

	//	_list_const_iterator(node* n)
	//		: _node(n)
	//	{}

	//	//解引用
	//	const T& operator*()
	//	{
	//		return _node->_data;
	//	}


	//	//前置++
	//	self& operator++()
	//	{
	//		_node = _node->_next;
	//		return *this;
	//	}

	//	//后置++
	//	self operator++(int)
	//	{
	//		self tmp(*this);
	//		_node = _node->_next;
	//		return tmp;
	//	}

	//	//前置--
	//	self& operator--()
	//	{
	//		_node = _node->_prev;
	//		return *this;
	//	}

	//	//后置--
	//	self operator--(int)
	//	{
	//		self tmp(*this);
	//		_node = _node->_prev;
	//		return tmp;
	//	}

	//	bool operator!=(const self& s)
	//	{
	//		return _node != s._node;
	//	}

	//	bool operator==(const self& s)
	//	{
	//		return _node == s._node;
	//	}
	//};

	template<class T>
	class list
	{
		typedef list_node<T> node;
	public:
		typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;
		//typedef _list_const_iterator<T> const_iterator;
		typedef _list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
		typedef ReverseIterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;

		iterator begin()
		{
			return iterator(_head->_next);
		}

		iterator end()
		{
			return iterator(_head);
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return const_iterator(_head->_next);
		}

		const_iterator end() const
		{
			return const_iterator(_head);
		}

		reverse_iterator rbegin()
		{
			return iterator(end());
		}

		reverse_iterator rend()
		{
			return iterator(begin());
		}

		//空初始化
		void emptyinit()
		{
			_head = new node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}

		list()
		{
			emptyinit();
		}

		void swap(const list<int>& lt)
		{
			std::swap(_head, lt._head);
		}

		list(const list<int>& lt)
		{/*
			emptyinit();
			for (auto e : lt)
			{
				push_back(e);
			}*/

			//现代写法
			list<int> tmp(lt.begin(), lt.end());
			swap(tmp);
		}

		//迭代器区间构造
		template<class Input_iterator>
		list(Input_iterator first, Input_iterator end)
		{
			emptyinit();
			while (first != end)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}

		list<T>& operator=(list<T> lt)
		{
			swap(lt);
			return *this;
		}

		void push_back(const T& x)
		{
			/*node* tail = _head->_prev;
			node* new_node = new node(x);

			tail->_next = new_node;
			new_node->_prev = tail;
			new_node->_next = _head;

			_head->_prev = new_node;*/
			insert(end(), x);
		}

		void push_front(const T& x)
		{
			insert(begin(), x);
		}

		void pop_back()
		{
			erase(--end());
		}

		void pop_front()
		{
			erase(begin());
		}

		void insert(iterator pos, const T& x)
		{
			node* cur = pos._node;
			node* prev = cur->_prev;

			node* newnode = new node(x);
			newnode->_prev = prev;
			prev->_next = newnode;
			newnode->_next = cur;
			cur->_prev = newnode;
		}

		//erase会导致迭代器失效，pos成为野指针
		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos != end());
			node* prev = pos._node->_prev;
			node* next = pos._node->_next;
			prev->_next = next;
			next->_prev = prev;
			delete pos._node;

			return iterator(next);
		}

		void clear()
		{
			iterator it = begin();
			while (it != end())
				erase(it++);
		}

		~list()
		{
			clear();
			delete _head;
			_head = nullptr;
		}
	private:
		node* _head;
	};