链表简介
链表提供了高效的节点重排能力， 以及顺序性的节点访问方式， 并且可以通过增删节点来灵活地调整链表的长度。作为一种常用数据结构， 链表内置在很多高级的编程语言里面， 因为 Redis 使用的 C 语言并没有内置这种数据结构， 所以 Redis 构建了自己的链表实现。
链表及链表节点的实现
- 每个链表节点使用一个adlist.h/listNode结构来表示
typedef struct listNode {
struct listNode *prev; /* 前置节点 */
struct listNode *next; /* 后置节点 */
void *value; /* 节点值 */
} listNode;
- Reids还定义了链表结构，用于持有链表
typedef struct list {
listNode *head; /* 表头结点 */
listNode *tail; /* 表尾结点 */
void *(*dup)(void *ptr); /* 节点复制函数 */
void (*free)(void *ptr); /* 节点释放函数 */
int (*match)(void *ptr, void *key);
unsigned long len; /* 链表节点数量 */
} 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。
如图是由一个list结构和三个listNode结构组成的链表
list持有listNode示例.png
这样定义好处是
- 快速获取链表的头尾
- 快速查询链表的节点数，像动态字符串sdshr里的len那样，不用遍历全部字符就可以获取字符串的长度，这里也类似。
- adlist.h/listIter还定义了迭代器
typedef struct listIter {
listNode *next; /* 当前迭代到的节点 */
int direction; /* 迭代方向 */
} listIter;
/* Directions for iterators
*
* 迭代器进行迭代的方向
*/
// 从表头向表尾进行迭代
#define AL_START_HEAD 0
// 从表尾到表头进行迭代
#define AL_START_TAIL 1
可以这样迭代
iter = listGetIterator(list, AL_START_HEAD);
while ((node = listNext(iter)) != NULL) {
doSomethingWith(node);
}
链表和链表节点的API
| 函数 | 作用 | 时间复杂度 |
|---|---|---|
| listSetDupMethod | 将给定的函数设置为链表的节点值复制函数。 | O(1) |
| listGetDupMethod | 返回链表当前正在使用的节点值复制函数。 | 复制函数可以通过链表的 dup 属性直接获得， O(1) |
| listSetFreeMethod | 将给定的函数设置为链表的节点值释放函数。 | O(1) |
| listGetFree | 返回链表当前正在使用的节点值释放函数。 | 释放函数可以通过链表的 free 属性直接获得， O(1) |
| listSetMatchMethod | 将给定的函数设置为链表的节点值对比函数。 | O(1) |
| listGetMatchMethod | 返回链表当前正在使用的节点值对比函数。 | 对比函数可以通过链表的 match 属性直接获得， O(1) |
| listLength | 返回链表的长度（包含了多少个节点）。 | 链表长度可以通过链表的 len 属性直接获得， O(1) |
| listFirst | 返回链表的表头节点。 | 表头节点可以通过链表的 head 属性直接获得， O(1) |
| listLast | 返回链表的表尾节点。 | 表尾节点可以通过链表的 tail 属性直接获得， O(1) |
| listPrevNode | 返回给定节点的前置节点。 | 前置节点可以通过节点的 prev 属性直接获得， O(1) |
| listNextNode | 返回给定节点的后置节点。 | 后置节点可以通过节点的 next 属性直接获得， O(1) |
| listNodeValue | 返回给定节点目前正在保存的值。 | 节点值可以通过节点的 value 属性直接获得， O(1) |
| listCreate | 创建一个不包含任何节点的新链表。 | O(1) |
| listAddNodeHead | 将一个包含给定值的新节点添加到给定链表的表头。 | O(1) |
| listAddNodeTail | 将一个包含给定值的新节点添加到给定链表的表尾。 | O(1) |
| listInsertNode | 将一个包含给定值的新节点添加到给定节点的之前或者之后。 | O(1) |
| listSearchKey | 查找并返回链表中包含给定值的节点。 | O(N) ， N 为链表长度 |
| listIndex | 返回链表在给定索引上的节点。 | O(N) ， N 为链表长度 |
| listDelNode | 从链表中删除给定节点。 | O(1) |
| listRotate | 将链表的表尾节点弹出，然后将被弹出的节点插入到链表的表头， 成为新的表头节点。 | O(1) |
| listDup | 复制一个给定链表的副本。 | O(N) ， N 为链表长度 |
| listRelease | 释放给定链表，以及链表中的所有节点。 | O(N) ， N 为链表长度 |
