Question

我目前正致力于为双向链接列表类编写复制构造函数/赋值运算符并遇到问题。

DoublyLinkedList.h

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
class DoublyLinkedList; // class declaration

// list node
class DListNode {
private: int obj;
  DListNode *prev, *next;
  friend class DoublyLinkedList;
public:
  DListNode(int e=0, DListNode *p = NULL, DListNode *n = NULL)
    : obj(e), prev(p), next(n) {}
  int getElem() const { return obj; }
  DListNode * getNext() const { return next; }
  DListNode * getPrev() const { return prev; }
};

// doubly linked list
class DoublyLinkedList {
protected: DListNode header, trailer;
public:
  DoublyLinkedList() : header(0), trailer(0) // constructor
  { header.next = &trailer; trailer.prev = &header; }
  DoublyLinkedList(const DoublyLinkedList& dll); // copy constructor
  ~DoublyLinkedList(); // destructor
  DoublyLinkedList& operator=(const DoublyLinkedList& dll); // assignment operator
  // return the pointer to the first node
  DListNode *getFirst() const { return header.next; } 
  // return the pointer to the trailer
  const DListNode *getAfterLast() const { return &trailer; }
  // return if the list is empty
  bool isEmpty() const { return header.next == &trailer; }
  int first() const; // return the first object
  int last() const; // return the last object
  void insertFirst(int newobj); // insert to the first of the list
  int removeFirst(); // remove the first node
  void insertLast(int newobj); // insert to the last of the list
  int removeLast(); // remove the last node
};
// output operator
ostream& operator<<(ostream& out, const DoublyLinkedList& dll);

这是一个补充头文件，其中声明了节点和链表类。我注意到DoublyLinkedList（头部和尾部）的受保护类成员不是DListNode指针，而是实际的DListNode值;更多关于这一点。

我在DoublyLinkedList.cpp中的复制构造函数

DoublyLinkedList::DoublyLinkedList(const DoublyLinkedList& dll)
{
  // Initialize the list
  header.next = &trailer; trailer.prev = &header;
  DListNode* iter = dll.header; // PROBLEM LINE
  if (this != &dll) {
      while (iter != nullptr) {
          insertLast(iter->obj);
          iter = iter->next;
      }
  }
}

我尝试过多种不同方式解决问题，无论是否编辑头文件。我无法将标题和预告片更改为DListNode *，因为它们不允许更改，并且将iter更改为非指针意味着我无法遍历链接列表;所以我现在处于僵局。因为我无法更改操作数的数据类型，所以我不知道如何修复错误。我认为它可能与dll作为常量引用传递有关，但即使摆弄它也没有做太多。我一直在看这几个小时，似乎无法让它工作。感谢您提前提供任何帮助！

Answer 1

此列表与通常的双向链表实现略有不同，但它可以正常工作。

从您显示的代码看起来，两个非指针成员header和trailer仅用于跟踪列表的两端但不是实际上是列表的一部分。上面的代码片段中的一些内容支持这一点：

空列表中header和trailer彼此指向，没有为这两个节点设置值，也没有其他节点
getFirst()，根据上面的评论它应该返回指向第一个节点的指针，实际上返回header之后的节点而不是header本身
你有一个getAfterLast()函数，根据它的名称判断应该在列表中的最后一个节点之后返回一个标记，并返回trailer。

如果以上内容正确且header和trailer实际上不是列表的一部分，那么复制构造函数的实现是错误的。它应该只复制输入列表中的实际值节点，不包括标题和尾部。这意味着您从以getFirst()开头的节点复制节点值，并在到达getAfterLast()时停止。

代码中有这样的东西：

if (this != &dll) {
    const DListNode* iter = dll.getFirst();
    while (iter != dll.getAfterLast()) {
        insertLast(iter->obj);
        iter = iter->next;
    }
}

请注意，当源列表为空时，这也会处理这种情况。如果dll为空，dll.getFirst()实际上会返回预告片，这也是getAfterLast()返回的内容。因此，while循环不会被执行，列表将保持为空。

Answer 2

即使列表为空，您的列表也有两个要管理的单元格。您可以采用不同的设计选择

class DoublyLinkedList {
protected:
  DListNode *header;
public:
  DoublyLinkedList() : header(nullptr) {} // constructor
  ...
  bool isEmpty() const { return header == nullptr; }
  void insertLast(int val)
     {  if (header == nullptr) {
            header = new DListNode(val);
            header->next = header->prev = header;
        }
        else {
            header->prev->next = new DListNode(val, header->prev, header);
            header->prev = header->prev->next;
        }
     }
};

然而，根据您的设计选择（开头有一个空单元格，末尾有一个空单元格），您可以将复制构造函数定义为

DoublyLinkedList::DoublyLinkedList(const DoublyLinkedList& dll)
{
  // Initialize the list
  header.next = &trailer; trailer.prev = &header;
  if (this != &dll) {
      DListNode* iter = dll.header.next;
      while (iter != &dll.trailer) { // no insertion if dll is empty
          insertLast(iter->obj);
          iter = iter->next;
      }
  }
}

您应该在每次操作之前和之后绘制数据结构，以确保算法的工作方式。

您还可以实现一个不变量（方法bool isValid() const）来验证单元格之间的链接：cell->next->prev应该是cell，除了最后一个空节点，cell->prev->next应该是cell除了第一个空节点。

对于双向链表复制构造函数，不存在从“const DListNode”到“DListNode *”的合适转换函数

2 个答案: