链表和链表节点的实现 ----------------------------- 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。 .. graphviz:: digraph { label = "\n 图 3-1 由多个 listNode 组成的双端链表" rankdir = LR; node [shape = record]; // more_prev [label = "...", shape = plaintext]; x [label = " listNode | value \n ..."]; y [label = " listNode | value \n ..."]; z [label = " listNode | value \n ..."]; more_next [label = "...", shape = plaintext]; // more_prev -> x [label = "next"]; x -> more_prev [label = "prev"]; x -> y [label = "next"]; y -> x [label = "prev"]; y -> z [label = "next"]; z -> y [label = "prev"]; z -> more_next [label = "next"]; more_next -> z [label = "prev"]; } 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： .. graphviz:: digraph { label = "\n 图 3-2 由 list 结构和 listNode 结构组成的链表" rankdir = LR; node [shape = record]; // list [label = "list | head | tail | len \n 3 | dup | free | match ", width = 2.0]; more_prev [label = "NULL", shape = plaintext]; x [label = " listNode | value \n ..."]; y [label = " listNode | value \n ..."]; z [label = " listNode | value \n ..."]; more_next [label = "NULL", shape = plaintext]; dup [label = "...", shape = plaintext]; free [label = "...", shape = plaintext]; match [label = "...", shape = plaintext]; // list:head -> x; list:tail -> z; list:dup -> dup; list:free -> free; list:match -> match; x -> y; y -> x; y -> z; z -> y; // more_prev -> x [dir = back]; z -> more_next; } 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 :math:`O(1)` 。 - 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 :math:`O(1)` 。 - 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 :math:`O(1)` 。 - 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。