C 链表 - linux 如何实现
来源:互联网 发布:郑州网站排名优化 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 10:23
链表是基本数据结构, 一开始学习数据结构时, 我一般这么定义, 对应实现从头或尾插入的处理函数,
struct int_node_old { int val; struct int_node_old *next;};void old_list_insert(struct int_node_old *head, struct int_node_old *new){ new->next = head->next; head->next = new;}void old_list_insert_tail(struct int_node_old *head, struct int_node_old *new){ struct int_node_old *list = head; for (; list->next != NULL; list = list->next); list->next = new; new->next = NULL;}
但是发现, 如果这么定义的话,每次实现一个list的结构, 都需要重新对应编写处理函数, 重复轮子。
想起前段时间, 看到FreeRTOS提供的链表处理方式(《 FreeRTOS 任务调度 List 组织 》), 将链表结构定义和实际使用时具体节点数据内容分开定义, 供系统各个模块使用。
查看linux的源码, 发现linux中也为我们提供了相似的实现(源码), 把一些共性统一起来。 类是 python 中for_each处理,有些意思。
linux 下的链表定义在文件 include/linux/types.h
, 采用的是双向列表
struct list_head { struct list_head *next, *prev;};
在文件list.h
, 提供了一常用的接口,
根据自己的需求, 定义节点node, 建立 list 并添加节点后, 看到的组织如图所示 :
利用这个定义, 我定义了一个自己的list数据结构, 并copy了一些接口实现,感受下,linux 是如何管理链表的。
// list 节点结构定义struct int_node { int val; struct list_head list;};// 新建一个list head, 初始化其指针指向自身#define LIST_HEAD(name) \ struct list_head name = {&(name), &(name)};// 将新节点插入到指定两个节点之间static inline void __list_add(struct list_head *new, struct list_head *prev, struct list_head *next){ next->prev = new; new->next = next; new->prev = prev; prev->next = new;}// 将新节点插入到链表头static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head){ __list_add(new, head, head->next);}// 将新节点插入到链表尾static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head){ __list_add(new, head->prev, head);}// 正序遍历宏, #define list_for_each(pos, head) \ for ((pos) = (head)->next; (pos) != (head); (pos) = (pos)->next)// 逆序遍历宏#define list_for_each_prev(pos, head) \ for ((pos) = (head)->prev; (pos) != (head); (pos) = (pos)->prev)// 已知一个结构的成员,获取该成员所属结构体地址#define container_of(ptr, type, menber) \ (type *)((char*)ptr - (char*) &(((type *)0)->menber))#define list_entry(ptr, type, menber) container_of(ptr, type, menber)
通过 container_of
, 可以取得我们当前正在操作链表所属结构体地址,进而对具体数据进行处理, 利用c语言的一个小技巧, 把结构体投影到地址为0的地方,那么成员的绝对地址就是偏移量, 得到偏移量后,根据成员的p指针反算出结构体的首地址。 另外一种做法是定义list_head
中, 包含一个成员变量,指向其所属,FreeRTOS是如此做的。
int main(void){ LIST_HEAD(my_list); struct int_node a, b, c; a.val = 1; b.val = 2; c.val = 3; list_add(&(a.list), &my_list); list_add(&(b.list), &my_list); list_add_tail(&(c.list), &my_list); struct list_head *plist; struct int_node *pnode; list_for_each(plist, &my_list) { pnode = list_entry(plist, struct int_node, list); printf("%d ", pnode->val); } printf("\n"); list_for_each_prev(plist, &my_list) { pnode = list_entry(plist, struct int_node, list); printf("%d ", pnode->val); } printf("\n"); return 0;}
虽然比较简单,记录下,学习linux 代码, 程序员的自我修养。
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