链表和链表节点的实现
最后更新于:2022-04-01 21:34:56
每个链表节点使用一个 `adlist.h/listNode` 结构来表示:
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typedef struct listNode {
// 前置节点
struct listNode *prev;
// 后置节点
struct listNode *next;
// 节点的值
void *value;
} listNode;
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多个 `listNode` 可以通过 `prev` 和 `next` 指针组成双端链表, 如图 3-1 所示。
![](https://docs.gechiui.com/gc-content/uploads/sites/kancloud/2015-09-13_55f50fad082e3.png)
虽然仅仅使用多个 `listNode` 结构就可以组成链表, 但使用 `adlist.h/list` 来持有链表的话, 操作起来会更方便:
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typedef struct list {
// 表头节点
listNode *head;
// 表尾节点
listNode *tail;
// 链表所包含的节点数量
unsigned long len;
// 节点值复制函数
void *(*dup)(void *ptr);
// 节点值释放函数
void (*free)(void *ptr);
// 节点值对比函数
int (*match)(void *ptr, void *key);
} list;
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`list` 结构为链表提供了表头指针 `head` 、表尾指针 `tail` , 以及链表长度计数器 `len` , 而 `dup` 、 `free` 和 `match` 成员则是用于实现多态链表所需的类型特定函数:
* `dup` 函数用于复制链表节点所保存的值;
* `free` 函数用于释放链表节点所保存的值;
* `match` 函数则用于对比链表节点所保存的值和另一个输入值是否相等。
图 3-2 是由一个 `list` 结构和三个 `listNode` 结构组成的链表:
![](https://docs.gechiui.com/gc-content/uploads/sites/kancloud/2015-09-13_55f50fb39b6cb.png)
Redis 的链表实现的特性可以总结如下:
* 双端: 链表节点带有 `prev` 和 `next` 指针, 获取某个节点的前置节点和后置节点的复杂度都是 ![O(1)](https://docs.gechiui.com/gc-content/uploads/sites/kancloud/2015-09-13_55f50fb59693b.png) 。
* 无环: 表头节点的 `prev` 指针和表尾节点的 `next` 指针都指向 `NULL` , 对链表的访问以 `NULL` 为终点。
* 带表头指针和表尾指针: 通过 `list` 结构的 `head` 指针和 `tail` 指针, 程序获取链表的表头节点和表尾节点的复杂度为 ![O(1)](https://docs.gechiui.com/gc-content/uploads/sites/kancloud/2015-09-13_55f50fb59693b.png) 。
* 带链表长度计数器: 程序使用 `list` 结构的 `len` 属性来对 `list` 持有的链表节点进行计数, 程序获取链表中节点数量的复杂度为 ![O(1)](https://docs.gechiui.com/gc-content/uploads/sites/kancloud/2015-09-13_55f50fb59693b.png)。
* 多态: 链表节点使用 `void*` 指针来保存节点值, 并且可以通过 `list` 结构的 `dup` 、 `free` 、 `match` 三个属性为节点值设置类型特定函数, 所以链表可以用于保存各种不同类型的值。
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