深入浅出linux内核源代码之双向链表list_head(下)

我用一个程序来说明在struct person 中增加了struct list_head 变量后怎么来操作这样的双向链表。

struct person 
{ 
int age; 
int weight; 
struct list_head list; 
}; 

int test_list()
{
struct person *tmp; 
struct list_head *pos, *n; 
int age_i, weight_j; 
// 定义并初始化一个链表头 
struct person person_head; 
INIT_LIST_HEAD(&person_head.list); 
 
for(age_i = 10, weight_j = 35; age_i < 40; age_i += 5, weight_j += 5) 
{ 
tmp =(struct person*)malloc(sizeof(struct person)); 
tmp->age = age_i; 
tmp->weight = weight_j; 
// 把这个节点链接到链表后面 
// 这里因为每次的节点都是加在person_head的后面，所以先加进来的节点就在链表里的最后面 
// 打印的时候看到的顺序就是先加进来的就在最后面打印 
list_add(&(tmp->list), &(person_head.list)); 
} 
// 下面把这个链表中各个节点的值打印出来 
printf("\n"); 
printf("=========== print the list ===============\n"); 
list_for_each_entry(tmp, &person_head.list, list){
printf("age:%d,  weight: %d \n", tmp->age, tmp->weight); 


}
/*
list_for_each(pos, &person_head.list){ 
// 这里我们用list_entry来取得pos所在的结构的指针 
tmp = list_entry(pos, struct person, list); 

printf("age:%d,  weight: %d \n", tmp->age, tmp->weight); 
} 
*/
printf("\n"); 
// 下面删除一个节点中，age为20的节点 
printf("========== print list after delete a node which age is 20 ==========\n"); 
list_for_each_safe(pos, n, &person_head.list){ 
tmp = list_entry(pos, struct person, list); 
if(tmp->age == 20) 
{ 
list_del_init(pos); 
free(tmp); 
} 
} 
list_for_each(pos, &person_head.list) 
{ 
tmp = list_entry(pos, struct person, list); 
printf("age:%d,  weight: %d \n", tmp->age, tmp->weight); 
} 
// 释放资源
list_for_each_safe(pos, n, &person_head.list) 
{ 
tmp = list_entry(pos, struct person, list); 
list_del_init(pos); 
free(tmp); 
} 
}

int main(int argc, char* argv[]) 
{
test_list(); //list example 
}

编译：

 

linux 下的可以：gcc -g -Wall main.c -o test

windows 下的可以建一个控制台工程，把main.c 和list.h 加到工程中编译。

 

运行test 后的输出如下：

=========== print the list ===============

age:35, weight: 60

age:30, weight: 55

age:25, weight: 50

age:20, weight: 45

age:15, weight: 40

age:10, weight: 35

 

========== print list after delete a node which age is 20 ==========

age:35, weight: 60

age:30, weight: 55

age:25, weight: 50

age:15, weight: 40

age:10, weight: 35

 

我们看到，这就是一个非常好和有效的双向链表，我们不需要为每一种结构去定义相关的函数，如遍历、增加和删除等函数，我们只需要简单的在结构中增加struct list_head 的一个变量，我们的结构立马就变成了一个双向链表，而且，我们对链表的操作也不用自己写，直接调用已经定义好的函数和宏，一切就那么简单和有效。

 

文章写到这里是不是应该结束了呢，没有，我还不想结束，还想在继续说。

 

四、一个结构多个链表

 

在上面，我们看到人的结构是这样的：

struct person

{

int age;

int weight;

struct list_head list;

};

 

它的链表图形看起来如下图所示：

但我们知道，一个人，他的熟悉还有很多，例如他有各种各样的衣服，各种不同的鞋子等。所以，我定义了两个这样的结构：

 

struct clothes

{

int size; // 衣服有各种大小

Color color; // 衣服有各种颜色，这里假设有一种 Color 的类型

};

 

struct shoot

{

Kind kind; // 鞋子有各种类型，秋、冬、运动、休闲等，同样假设已经定义过 Kind 这样的类型

Color color; // 鞋子也有各种颜色

};

 

那么这个人的定义可能就是这样的：

struct person

{

int age;

int weight;

struct clothes clo;

struct shoot sht;

};

 

在这里，我有意 clo 和 sht 这两个变量放在 list 后面，其实，代表链表的 list 在结构中的位置在哪里是没什么关系的， list_entry 也一样可以将结构的指针找出来。

 

这里有一个问题是，一个人不止一件衣服，也不止一双鞋子，所以我们应该把他拥有的衣服和鞋子应该加上，那么怎么加呢？这里应该把衣服和鞋子的结构也变成链表，这不就解决了。

 

把结构改一下，变成了这样：

 

struct clothes

{

struct list_head list;

int size; // 衣服有各种大小

Color color; // 衣服有各种颜色，这里假设有一种 Color 的类型

};

 

struct shoot

{

struct list_head list;

Kind kind; // 鞋子有各种类型，秋、冬、运动、休闲等，同样假设已经定义过 Kind 这样的类型

Color color; // 鞋子也有各种颜色

};

 

现在鞋子和衣服都是链表了，都可以把它们连接起来。那我们的结构是不是还应该这样定义：

struct person

{

int age;

int weight;

struct clothes clo;

struct shoot sht;

};

 

如果是，那么我们应该怎么定义这个头节点。在前面我们看到，定义一个 person_head 的头节点是这样的：

 

// 定义并初始化一个链表头

struct person person_head;

INIT_LIST_HEAD (&person_head.list);

 

难道我们应该这样定义吗？

 

// 定义并初始化一个链表头

struct person person_head;

INIT_LIST_HEAD (&person_head.list);

INIT_LIST_HEAD (&person_head.col.list);

INIT_LIST_HEAD ( ＆ person_head.sht.list);

 

那么增加一件衣服进去呢，代码看起来是这样的：

 

 

struct clothes tmp =(struct clothes*)malloc(sizeof(struct clothes));

…...

list_add(&(tmp->list), &(person_head.clo.list));

 

这样会不会有点麻烦，其实，如果我们可以认真想一想，我们会发现，既然 struct peron 是一个含有 list_head 的结构，它可以把它的类型节点链接在后面，那么 struct clothes 也是一个含有 list_head 的结构，它们本质也没什么区别，应该也可以链接在它后面的。所以我们的 struct person 的结构应该变成这样：

struct person

{

int age;

int weight;

struct list_head clo;

struct list_head sht;

};

 

那么我们链接节点后的图形如下图所示：

<!-- @page { margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } -->

由上面，我们可以知道，有了 struct list_head 结构，我们可以为我们的结构体增加多个子节点链表。