V tomto úkolu budete implementovat jednoduchou variantu dvojitě zřetězeného spojového seznamu (Doubly linked list) ve stylu standardní knihovny.

To znamená, že dostanete hlavičkový soubor definující třídu list, včetně jejího rozhraní, a sadu testů, které ověří, zda vaše implementace funguje tak, jak má. Váš úkol pak bude naimplementovat jednotlivé metody třídy list tak, aby všechny testy prošly.

Implementovaný spojový seznam je reprezentován uzly, které mají připravené odkazy pro předchozí a následující prvek seznamu.

Tato varianta je paměťově poměrně náročná, samotná implementace předpokládá kromě základní práce se seznamem hlavně implementaci prvků jazyka C++.

Pro usnadnění implementace jsou testy rozděleny do 5 částí, které na sobě staví, a z nichž každá testuje jinou část vaší implementace. Díky tomu můžete pracovat dle testů bez toho, aby se na vás vyvalily chyby, které zatím ani nemůžete opravit.

• Práce se spojovým seznamem - vkládání, procházení seznamu a také mazání prvků
• Složitější práci se spojovým seznamem, řazení
• Základy definice metod tříd
• Tvorbu obousměrných iterátorů a jejich použití
• Definici kopírujícího a přesunujícího konstruktoru a přiřazení
• Definici nejrůznějších operátorů
• Algoritmus Mergesort k řazení prvků spojového seznamu

Seznam metod, které musíte implementovat najdete v hlavičce list.hpp. Co jednotlivé metody mají dělat pak najdete v téže hlavičce, ve formátu tzv. Doxygen komentářů¹⁾.

Archiv s testy, hlavičkou list.hpp a CMakeLists.txt najdete zde.

Jeden nebo více .cpp souborů, které implementují funkce deklarované v souboru list.hpp tak, aby testy procházely a neztrácela se paměť. Při práci na úkolu soubor list.hpp neměňte.

Doporučujeme při práci postupovat stejně jako v předešlých úkolech. Testy Vám umožní postupnou práci na úkolu až do jeho finální podoby. Pozorně čtěte poznámky se zadáním jednotlivých metod, abyste se při další práci vyhnuli nedorozuměním a předělávání úkolu.

Implementaci relačních operací (stage2, stage3) si můžete zjednodušit chytrým využitím hlavičky <algorithm>. Jinak využití dalších hlaviček nedoporučujeme. Řadící algoritmus (stage4, funkce sort) doporučujeme napsat samostatně tak, aby Váš program na závěr prošel testy na časovou složitost.

Úkol navazuje na probírané učivo, proto doporučujeme se při řešení jednotlivých částí implementace vrátit k přednáškám a cvičením.

Funkcionalita v jednotlivých částech a jejich pořadí není náhodné. Pokud se vám některá funkcionalita zdá hrozně složitá, rozmyslete si, jestli si její implementaci nemůžete zjednodušit vhodným využitím již existující funkcionality.

Metody vnořených tříd (například list::const_iterator) se definují stejně jako metody tříd, ale je potřeba si uvědomit, že k jejich plné identifikaci je potřeba zmínit i (všechny) vnější třídy.

K této deklaraci

class list {
    class const_iterator {
        const_iterator& operator++();
    };
};

const_iterator::const_iterator& list::const_iterator::operator--() {
    ...
}

Testy v 5. kroku jsou časově náročné, a je potřeba je spouštět pouze pokud byly zkompilovány s optimalizacemi. Jsou proto schovány za tagem [.long]. V případě, že používáte CMake+CTest, pak se vám automaticky dají do sady testů, pokud jste konfigurovali build buďto v Release, nebo v RelWithDebInfo. V ostatních případech si je musíte spustit manuálně, například takto:

./tests "[.long]"

TIP: Obzvlášť na linuxu (a asi i Macu) doporučujeme psát kolem tagů uvozovky, protože hranaté závorky jsou interpretované shellem jako pattern souboru (tedy např. vector.[ch]pp se rozvine na vector.cpp vector.hpp, pokud oba soubory existují). Pokud žádný takový soubor neexistuje, některé shelly skončí s chybou (zsh), jiné to pak vezmou tak, jak to je, bez rozbalování (bash).