详解Linux内核双向循环链表算法的实现（上）

   开发平台：Ubuntu11.04

    编译器：gcc version 4.5.2 (Ubuntu/Linaro 4.5.2-8ubuntu4)

    内核源码：linux-2.6.38.8.tar.bz2

 

    据我们所知，单链表只有一个指向其直接后继的指针域，而且只能从某个结点出发顺着指针域往后寻查其他结点。若要寻查结点的直接前趋，则需要从头指针重新开始。为了克服单链表这种单向性的缺点，可利用双向链表。顾名思义，在双向链表的结点中有两个指针域，其一指向直接后继，另一个指向直接前趋。

    双向循环链表指的是终止结点的next的指针域指向头结点，头结点的prior指针域指向终止结点，如下图所示：

 

    1、一般双向循环链表的实现

    例子所用的结构体如下： 

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef int data_type;typedef struct double_listnode {    data_type data;    struct double_listnode *prior, *next;}double_listnode_t, *double_listnode_p;

    双向循环链表的运算

    （1）、创建（带头结点）

    通过循环依次创建n个数据域为整数的结点，示例代码如下： 

static double_listnode_t *init_double_list(int n){    int i;    double_listnode_p head, p, s;        head = (double_listnode_t *)malloc(sizeof(double_listnode_t));    head -> prior = head -> next = head;    p = head;    for (i = 0; i < n; i++) {s = (double_listnode_t *)malloc(sizeof(double_listnode_t));s -> data = i + 1;s -> next = head;head -> prior = s;s -> prior = p;p -> next = s;p = s;    }    return head;}

    （2）、按结点在链表中的位置查找

    示例代码如下： 

static double_listnode_t *get_double_listnode(double_listnode_p head, int i){    double_listnode_p p = head;    int j = 0;    while (p -> next != head && j < i) {p = p -> next;j++;    }    if (i == j)return p;    elsereturn NULL;}

    （3）、在链表中的i位置插入一个结点

    首先要获得i-1结点的地址，然后初始化数据域并插入，示例代码如下：

 

static void insert_double_listnode(double_listnode_p head, int i, data_type data){    double_listnode_p tmp, p = NULL;    p = get_double_listnode(head, i - 1);    if (p == NULL) {fprintf(stderr, "position error\n");exit(-1);    }    tmp = (double_listnode_t *)malloc(sizeof(double_listnode_t));    tmp -> data = data;    tmp -> prior = p;    tmp -> next = p -> next;    p -> next -> prior = tmp;    p -> next = tmp;}

    （4）、删除链表的i结点

    先获得i结点的地址，然后删除，示例代码如下：

 

static void delete_double_listnode(double_listnode_p head, int i){    double_listnode_p p = NULL;    p = get_double_listnode(head, i);    if (p == NULL || p == head) {fprintf(stderr, "position error\n");exit(-1);    }    p -> prior -> next = p -> next;    p -> next -> prior = p -> prior;    free(p);}

    （5）、打印链表

    示例代码如下： 

static void print_double_listnode(double_listnode_p head){    double_listnode_p p = head -> next;    while (p != head) {printf("%d ", p -> data);p = p -> next;    }    printf("\n");}

    （6）、销毁链表

    示例代码如下： 

static void destroy_double_list(double_listnode_p head){    double_listnode_p s, p = head -> next;    while (p != head) {s = p;p = p -> next;free(s);    }    free(head);}

    综合测试上述所讲函数的代码如下： 

int main(void){    int a = 10;    double_listnode_p head;    head = init_double_list(a);    print_double_listnode(head);    insert_double_listnode(head, 7, 11);    print_double_listnode(head);    delete_double_listnode(head, 5);    print_double_listnode(head);    destroy_double_list(head);    return 0;}

    综合测试代码的功能是先创建10个结点的双向循环链表，然后在链表的第7位插入一个数据域为11的结点，再然后删除链表的第5个结点，最后销毁整个链表。综合测试代码输出结果如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 11 7 8 9 10 1 2 3 4 6 11 7 8 9 10