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: ~~~ typedef struct listNode { // 前置节点 struct listNode *prev; // 后置节点 struct listNode *next; // 节点的值 void *value; } listNode; ~~~ 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: ~~~ 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; ~~~ `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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