链表数据结构简介 通常链表数据结构至少应包含两个域：数据域和指针域，数据域用于存储数据，指针域用于建立与下一个节点的联系。按照指针域的组织以及各个节点之间的联系形式，链表又可以分为单链表、双链表、循环链表等多种类型，下面分别给出这几类常见链表类型的示意图： 1． 单链表 screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081012195456.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />  图1 单链表 单链表是最简单的一类链表，它的特点是仅有一个指针域指向后继节点（next），因此，对单链表的遍历只能从头至尾（通常是NULL空指针）顺序进行。 2． 双链表 screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081012195518.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />  图2 双链表 通 过设计前驱和后继两个指针域，双链表可以从两个方向遍历，这是它区别于单链表的地方。如果打乱前驱、后继的依赖关系，就可以构成"二叉树"；如果再让首节 点的前驱指向链表尾节点、尾节点的后继指向首节点（如图2中虚线部分），就构成了循环链表；如果设计更多的指针域，就可以构成各种复杂的树状数据结构。 3． 循环链表 循环链表的特点是尾节点的后继指向首节点。前面已经给出了双循环链表的示意图，它的特点是从任意一个节点出发，沿两个方向的任何一个，都能找到链表中的任意一个数据。如果去掉前驱指针，就是单循环链表。 在Linux内核中使用了大量的链表结构来组织数据，包括设备列表以及各种功能模块中的数据组织。 定义以及初始化，来看其中的代码： 21struct list_head { 22 struct list_head * next , * prev ; 23}; 24 25#define LIST_HEAD_INIT ( name ) { &( name ), &( name ) } 26 27#define LIST_HEAD ( name ) \ 28 struct list_head name = LIST_HEAD_INIT ( name ) 29 30static inline void INIT_LIST_HEAD (struct list_head * list ) 31{ 32 list -> next = list ; 33 list -> prev = list ; 34} 21—23行，定义list_head结构，包含两个指向list_head结构的指针prev和next，具备了双向链表的功能，实际上一般都是一个双向链表结构。 宏调用：LIST_HEAD_INIT(name)，用于初始化头指针，用此宏初始化必须先有定义：struct list_head name; 宏调用：LIST_HEAD(name)，定义并初始化了一个名为name的指向自己的双向链表头。 函数: static inline void INIT_LIST_HEAD (struct list_head * list )，用于运行时初始化，其指针域也是指向自己。 插入： 42#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST 43static inline void __list_add (struct list_head * new , 44 struct list_head * prev , 45 struct list_head * next ) 46{ 47 next -> prev = new ; 48 new -> next = next ; 49 new -> prev = prev ; 50 prev -> next = new ; 51} 52#else 53extern void __list_add (struct list_head * new , 54 struct list_head * prev , 55 struct list_head * next ); 56#endif 57 66#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST 67static inline void list_add (struct list_head * new , struct list_head * head ) 68{ 69 __list_add ( new , head , head -> next ); 70} 71#else 72extern void list_add (struct list_head * new , struct list_head * head ); 73#endif 84static inline void list_add_tail (struct list_head * new , struct list_head * head ) 85{ 86 __list_add ( new , head -> prev , head ); 87} 你可能会觉得上边所列代码比较长，其实没多少。一共涉及到三个函数：__list_add()、list_add()、list_add_tail().其中第一个函数被包含在后两个函数中，__list_add()函数也是真正实现插入操作的函数。 List_add()的功能是将struct list_head *new,插入到head后属于头插法。 list_add_tail(),顾名思义他是将new 插入到尾部，即尾插法。 那么_list_add()怎样实现以上两者的功能了？先来看看_list_add()吧，如 图3 链表的插入 screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081012195609.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />  他将给他传入的参数new插入到prev和next之间，具体插入动作为：红—黑—绿—黄。然后再回过头来看怎样实现头插和尾插吧，头插只需将(new,head,head->next)传入即可（69行）把(new,head->pre,head)传入即可（86行）,因为他是循环链表所以head->prev就是尾,是不是很巧妙很简单~ 删除： 155static inline void __list_del (struct list_head * prev , struct list_head * next ) 156{ 157 next -> prev = prev ; 158 prev -> next = next ; 159} 以上代码只有一个函数：_list_del(),这个函数实现了下面的函数，类似与_list_add()。实现很简单，短箭头变成了长箭头。注意这时的绿箭头还未断开。 如图四： screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081012195632.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />  167#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST 168static inline void list_del (struct list_head * entry ) 169{ 170 __list_del ( entry -> prev , entry -> next ); 171 entry -> next = LIST_POISON1 ; 172 entry -> prev = LIST_POISON2 ; 173} 174#else 175extern void list_del (struct list_head * entry ); 176#endif 177 给list_del()传递一个将要删除的元素：entry,然后将entry->prev,和entry->next传给_list_del()即可。下面两句（171、172）将图四未断开的绿色指针指向了不同的两个值LIST_POISON1和POISON2，这样是为了防止有些进程使用了未初始化的链表项（可以看看我们的论坛关于这方面的讨论 西邮论坛 ），如果访问将导致段错误。 202static inline void list_del_rcu (struct list_head * entry ) 203{ 204 __list_del ( entry -> prev , entry -> next ); 205 entry -> prev = LIST_POISON2 ; 206} 搬移： 265static inline void list_move (struct list_head * list , struct list_head * head ) 266{ 267 __list_del ( list -> prev , list -> next ); 268 list_add ( list , head ); 269} 270 List_move()函数将链表上的list项先从它的链表上删除（_list_del(list->prev,list->next)），然后将list项添加到另外一个链表上（list_add(list,head)）。 276static inline void list_move_tail (struct list_head * list , 277 struct list_head * head ) 278{ 279 __list_del ( list -> prev , list -> next ); 280 list_add_tail ( list , head ); 281} list_move_tail()类似list_move(),区别是：将删除后的list项，添加到head链表的尾部。 一些关于链表的判断函数： 288static inline int list_is_last (const struct list_head * list , 289 const struct list_head * head ) 290{ 291 return list -> next == head ; 292} 293 这个简单从名字list_is_last()就可以知道他的功能，判断链表项是否为以head为头的最后一个链表项。是返回真，不是返回假。 298static inline int list_empty (const struct list_head * head ) 299{ 300 return head -> next == head ; 301} 316static inline int list_empty_careful (const struct list_head * head ) 317{ 318 struct list_head * next = head -> next ; 319 return ( next == head ) && ( next == head -> prev ); 320} 以上两个函数也很简单，判断链表是否为空。如果为空返回真，反之返回假。他们的区别是：list_empty()仅仅是检查是否为空即（return head -> next == head ），而list_empty_careful()同时判断头指针的next和prev，仅当两者都指向自己时才返回真。这主要是为了应付另一个cpu正在处理同一个链表而造成next、prev不一致的 情况。但代码注释也承认，这一安全保障能力有限：除非其他cpu的链表操作只有list_del_init()，否则仍然不能保证安全，也就是说，还是需 要加锁保护。 链表合并： 322static inline void __list_splice (struct list_head * list , 323 struct list_head * head ) 324{ 325 struct list_head * first = list -> next ; 326 struct list_head * last = list -> prev ; 327 struct list_head * at = head -> next ; 328 329 first -> prev = head ; 330 head -> next = first ; 331 332 last -> next = at ; 333 at -> prev = last ; 334} 341static inline void list_splice (struct list_head * list , struct list_head * head ) 342{ 343 if (! list_empty ( list )) 344 __list_splice ( list , head ); 345} 346 先判断list是否为空，不为不为空则进行合并工作_list(&list1,&list2)。实现步骤如图五： screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081012195717.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />  怎么样，简单吧，仅仅是将两个链表连接起来而已。 354static inline void list_splice_init (struct list_head * list , 355 struct list_head * head ) 356{ 357 if (! list_empty ( list )) { 358 __list_splice ( list , head ); 359 INIT_LIST_HEAD ( list ); 360 } 361} 362 此函数类似于上面的list_splice()，只不过比他多了一步INIT_LIST_HEAD(list)而已，这一步相信大家都明白吧，在前面有介绍。 |
|小黑屋|最新主题|手机版|微赢网络技术论坛
( 苏ICP备08020429号 )
GMT+8, 2024-9-30 13:26 , Processed in 0.244963 second(s), 12 queries , Gzip On, MemCache On.
Powered by Discuz! X3.5
© 2001-2023 Discuz! Team.
