Шаблоны C++ - LinkedList

EDIT -- ответил ниже, пропустил угловые скобки. Спасибо всем.

Я пытался написать рудиментарный односвязный список, который я могу использовать в других программах. Я хочу, чтобы он мог работать со встроенными и пользовательскими типами, то есть он должен быть шаблонным.

из-за этого мой узел также должен быть шаблонным, так как я не знаю, какую информацию он собирается хранить. Я написал класс node следующим образом -

template <class T> class Node
{
    T data; //the object information
    Node* next; //pointer to the next node element

public:
    //Methods omitted for brevity
};

мой класс связанного списка реализован в отдельном классе и должен создавать экземпляр узла при добавлении новых узлов в конец списка. Я реализовал это следующим образом -

#include <iostream>
#include "Node.h"
using namespace std;

template <class T> class CustomLinkedList
{
    Node<T> *head, *tail;

public:

    CustomLinkedList()
    {
        head = NULL;
        tail = NULL;
    }

    ~CustomLinkedList()
    {

    }

    //Method adds info to the end of the list
    void add(T info)
    {
        if(head == NULL) //if our list is currently empty
        {
            head = new Node<T>; //Create new node of type T
            head->setData(info);
            tail = head;
        }
        else //if not empty add to the end and move the tail
        {
            Node* temp = new Node<T>;
            temp->setData(info);
            temp->setNextNull();
            tail->setNext(temp);
            tail = tail->getNext();
        }
    }

    //print method omitted
};

Я настроил класс драйвера / теста следующим образом -

#include "CustomLinkedList.h"
using namespace std;

int main()
{
    CustomLinkedList<int> firstList;

    firstList.add(32);
    firstList.printlist();
    //Pause the program until input is received
    int i;
    cin >> i;

    return 0;
}

Я получаю ошибку при компиляции, однако - ошибка C2955: 'Node': Использование шаблона класса требует списка аргументов шаблона - что указывает мне на следующую строку кода в моем методе добавления -

Node* temp = new Node<T>;

Я не поймите, почему у этого нет информации о типе, так как он был передан в связанный список при создании в моем классе драйверов. что я должен делать, чтобы передать информацию типа узла?

должен ли я создать структуру частного узла вместо отдельного класса и объединить методы обоих классов в одном файле? Я не уверен, что это преодолеет проблему, но я думаю, что это может быть. Я бы предпочел иметь отдельные классы, если это возможно.

спасибо, Эндрю.

9 ответов


стоит

Node<T>* temp = new Node<T>;

кроме того, чтобы получить подсказки о том, как проектировать список, вы можете, конечно, посмотреть на std::list, хотя иногда это может быть немного сложно.


в то время как ответы уже были предоставлены, я думаю, что добавлю свое зерно соли.

при разработке класса шаблонов, это хорошая идея, чтобы не повторять аргументы шаблона почти везде, просто в случае, если вы хотите (один день) изменить конкретную деталь. В общем, это делается с помощью определения типов.

template <class T>
class Node
{
public:
  // bunch of types
  typedef T value_type;
  typedef T& reference_type;
  typedef T const& const_reference_type;
  typedef T* pointer_type;
  typedef T const* const_pointer_type;

  // From now on, T should never appear
private:
  value_type m_value;
  Node* m_next;
};


template <class T>
class List
{
  // private, no need to expose implementation
  typedef Node<T> node_type;

  // From now on, T should never appear
  typedef node_type* node_pointer;

public:
  typedef typename node_type::value_type value_type;
  typedef typename node_type::reference_type reference_type;
  typedef typename node_type::const_reference_type const_reference_type;
  // ...

  void add(value_type info);

private:
  node_pointer m_head, m_tail;
};

также лучше определить методы вне объявления класса, что облегчает чтение взаимодействие.

template <class T>
void List<T>::add(value_type info)
{
  if(head == NULL) //if our list is currently empty
  {
    head = new node_type;
    head->setData(info);
    tail = head;
  }
  else //if not empty add to the end and move the tail
  {
    Node* temp = new node_type;
    temp->setData(info);
    temp->setNextNull();
    tail->setNext(temp);
    tail = tail->getNext();
  }
}

теперь несколько замечаний:

  • это было бы более удобным для пользователя, если List<T>::add возвращал итератор вновь добавленным объектам, например insert методы делают в STL (и вы можете переименовать его insert тоже)
  • при осуществлении List<T>::add вы назначаете памяти temp затем выполните кучу операций, если какие-либо броски, у вас утечка памяти
  • the setNextNull вызов не должен быть необходимым: конструктор из Node должен инициализировать все члены данных до значений meaningfull, включая m_next

Итак, вот пересмотренная версия:

template <class T>
Node<T>::Node(value_type info): m_value(info), m_next(NULL) {}

template <class T>
typename List<T>::iterator insert(value_type info)
{
  if (m_head == NULL)
  {
    m_head = new node_type(info);
    m_tail = m_head;
    return iterator(m_tail);
  }
  else
  {
    m_tail.setNext(new node_type(info));
    node_pointer temp = m_tail;
    m_tail = temp.getNext();
    return iterator(temp);
  }
}

обратите внимание, как простой факт использования правильного конструктора улучшает нашу безопасность исключений: если когда-либо что-либо бросать во время конструктора, new требуется не выделять никакой памяти, таким образом, ничего не просочилось, и мы еще не выполнили никакой операции. Наши!--12--> метод теперь устойчив.

финал вопрос:

обычно insert методы одиночных связанных списков вставляются в начале, потому что это проще:

template <class T>
typename List<T>::iterator insert(value_type info)
{
  m_head = new node_type(info, m_head); // if this throws, m_head is left unmodified
  return iterator(m_head);
}

вы уверены, что хотите пойти со вставкой в конце ? или вы сделали это таким образом из-за push_back метод на традиционных векторах и списках ?


эта строка должна гласить:

Node<T>* temp = new Node<T>;

то же самое для next указатель в классе Node.


как сказано, решение

Node<T>* temp = new Node<T>;

... потому что Node сам по себе не является типом, Node<T> есть.


вам нужно:

Node<T> *temp = new Node<T>;

может быть стоит typedef NodeType = Node<T> на CustomLinkedList класс, чтобы предотвратить повторное появление этой проблемы.


и Вам также нужно будет указать параметр шаблона для узла * temp в printlist.


// file: main.cc

#include "linkedlist.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    LinkedList<int> list;
    for(int i = 1; i < 10; i++) list.add(i);
    list.print();
}

// file: node.h

#ifndef _NODE_H
#define _NODE_H

template<typename T> class LinkedList;
template<typename T>class Node {
    friend class LinkedList<T>;
    public:
        Node(T data = 0, Node<T> *next = 0)
            : data(data), next(next)
        { /* vacio */ }
    private:
        T data;
        Node<T> *next;
};

#endif//_NODE_H

// file: linkedlist.h

#ifndef _LINKEDLIST_H
#define _LINKEDLIST_H

#include <iostream>
using namespace std;

#include "node.h"

template<typename T> class LinkedList {
    public:
        LinkedList();
        ~LinkedList();
        void add(T);
        void print();
    private:
        Node<T> *head;
        Node<T> *tail;
};

#endif//_LINKEDLIST_H

template<typename T>LinkedList<T>::LinkedList()
    : head(0), tail(0)
{ /* empty */ }

template<typename T>LinkedList<T>::~LinkedList() {
    if(head) {
        Node<T> *p = head;
        Node<T> *q = 0;

        while(p) {
            q = p;
            p = p->next;
            delete q;
        }

        cout << endl;
    }
}

template<typename T>LinkedList<T>::void add(T info) {
    if(head) {
        tail->next = new Node<T>(info);
        tail = tail->next;
    } else {
        head = tail = new Node<T>(info);
    }
}

template<typename T>LinkedList<T>::void print() {
    if(head) {
        Node<T> *p = head;

        while(p) {
            cout << p->data << "-> ";
            p = p->next;
        }

        cout << endl;
    }
}

вы должны добавить новый узел таким образом

Node<T>* temp=new node<T>;

надеюсь, что вы решили :)


#include<iostream>
using namespace std;

template < class data > class node {
    private :
        data t;
        node<data > *ptr;
    public:
    node() {
        ptr = NULL;
    }
    data get_data() {
        return t;
    }
    void set_data(data d) {
        t = d;
    }
    void set_ptr(node<data > *p) {
        ptr = p;
    }
    node * get_ptr() {
        return ptr;
    }
};
template <class data > node < data > * add_at_last(data  d  , node<data > *start) {
    node< data > *temp , *p  = start;
    temp = new node<data>();
    temp->set_data(d);
    temp->set_ptr(NULL);
    if(!start) {
        start = temp;
        return temp;
    }
    else {
        while(p->get_ptr()) {
            p = p->get_ptr();
        }
        p->set_ptr(temp);
    }
}
template < class data > void display(node< data > *start) {
    node< data > *temp;
    temp = start;
    while(temp != NULL) {
        cout<<temp->get_data()<<" ";
        temp = temp->get_ptr();
    }
    cout<<endl;
}
template <class data > node < data > * reverse_list(node<data > * start) {
    node< data > *p = start , *q = NULL , *r = NULL;
    while(p->get_ptr()) {
        q = p;
        p = p->get_ptr();
        q->set_ptr(r);
        r = q;
    }
    p->set_ptr(r);
    return p;
}
int main() {
    node < int > *start;
    for(int i =0 ; i < 10 ; i ++) {
        if(!i) {
            start = add_at_last(i , start);
        }
        else {
            add_at_last(i , start);
        }
    }
    display(start);
    start = reverse_list(start);
    cout<<endl<<"reverse list is"<<endl<<endl;
    display(start);
}