我們在上節博客中介紹了 Linux 中的內核鏈表，下來我們就用 Linux 內核鏈表來實現 DTLib 中的雙向循環鏈表。它繼承自 DualLinkList，它的繼承關係如下圖所示
下來我們來講講它的設計思路：數據結點之間在邏輯上構成雙向循環鏈表，頭結點僅用於結點的定位。如下圖所示
實現思路：
1、通過模板定義 DualCircleList 類。繼承自 DualLinkList 類；
2、在 DualCircleList 內部使用 Linux 內核鏈表進行實現；
3、使用 struct list_head 定義 DualCircleList 的頭結點；
4、特殊處理：循環遍歷時忽略頭結點
實現要點：
1、通過 list_head 進行目標結點定位（position(i)）；
2、通過 list_entry 將 list_head 指針轉換爲目標結點指針；
3、通過 list_for_each 實現 int find(const T& e) 函數；
4、遍歷函數中的 next() 和 pre() 需要考慮跳過頭結點
下來我們來看看基於 Linux 內核鏈表的雙向循環鏈表是怎樣寫的
DualCircleList 源碼
#ifndef DUALCIRCLELIST_H
#define DUALCIRCLELIST_H
#include "DualLinkList.h"
#include "LinuxList.h"
namespace DTLib
{
template < typename T >
class DualCircleList : public DualLinkList<T>
{
protected:
struct Node : public Object
{
list_head head;
T value;
};
list_head m_header;
list_head* m_current;
list_head* position(int i) const
{
list_head* ret = const_cast<list_head*>(&m_header);
for(int p=0; p<i; p++)
{
ret = ret->next;
}
return ret;
}
int mod(int i) const
{
return (this->m_length == 0) ? 0 : (i % this->m_length);
}
public:
DualCircleList()
{
this->m_length = 0;
this->m_step = 1;
m_current = NULL;
INIT_LIST_HEAD(&m_header);
}
bool insert(const T& e)
{
return insert(this->m_length, e);
}
bool insert(int i, const T& e)
{
bool ret = true;
Node* node = new Node();
i = i % (this->m_length + 1);
if(node != NULL)
{
node->value = e;
list_add_tail(&node->head, position(i)->next);
this->m_length++;
}
else
{
THROW_EXCEPTION(NoEnoughMemoryException, "No memory to insert new element ...");
}
return ret;
}
bool remove(int i)
{
bool ret = true;
i = mod(i);
ret = ((0 <= i) && (i < this->m_length));
if( ret )
{
list_head* toDel = position(i)->next;
if( m_current == toDel )
{
m_current = toDel->next;
}
list_del(toDel);
this->m_length--;
delete list_entry(toDel, Node, head);
}
return ret;
}
bool set(int i, const T& e)
{
bool ret = true;
i = mod(i);
ret = ((0 <= i) && (i < this->m_length));
if( ret )
{
list_entry(position(i)->next, Node, head)->value = e;
}
return ret;
}
T get(int i) const
{
T ret;
if( get(i, ret) )
{
return ret;
}
else
{
THROW_EXCEPTION(IndexOutOfBoundsException, "Invaild parameter i to get element ...");
}
}
bool get(int i, T& e) const
{
bool ret = true;
i = mod(i);
ret = ((0 <= i) && (i < this->m_length));
if( ret )
{
e = list_entry(position(i)->next, Node, head)->value;
}
return ret;
}
int find(const T& e) const
{
int ret = -1;
int i = 0;
list_head* slider = NULL;
list_for_each(slider, &m_header)
{
if( list_entry(slider, Node, head)->value == e )
{
ret = i;
break;
}
i++;
}
return ret;
}
int length() const
{
return this->m_length;
}
void clear()
{
while( this->m_length > 0 )
{
remove(0);
}
}
bool move(int i, int step = 1)
{
bool ret = (step > 0);
i = mod(i);
ret = ret && ((0 <= i) && (i < this->m_length));
if( ret )
{
m_current = position(i)->next;
this->m_step = step;
}
return ret;
}
bool end()
{
return (m_current == NULL) || (this->m_length == 0);
}
T current()
{
if( !end() )
{
return list_entry(m_current, Node, head)->value;
}
else
{
THROW_EXCEPTION(INvalidOPerationException, "No value at current position ...");
}
}
bool next()
{
int i = 0;
while( (i < this->m_step) && !end() )
{
if( m_current != &m_header )
{
m_current = m_current->next;
i++;
}
else
{
m_current = m_current->next;
}
}
if( m_current == &m_header )
{
m_current = m_current->next;
}
return (i == this->m_step);
}
bool pre()
{
int i =0;
while( (i < this->m_step) && !end() )
{
if( m_current != &m_header )
{
m_current = m_current->next;
i++;
}
else
{
m_current = m_current->prev;
}
}
if( m_current == &m_header )
{
m_current = m_current->next;
}
return (i == this->m_step);
}
~DualCircleList()
{
clear();
}
};
}
#endif // DUALCIRCLELIST_H下來我們寫點測試代碼看看上面的代碼有沒有問題
main.cpp 源碼
#include <iostream>
#include "DualCircleList.h"
using namespace std;
using namespace DTLib;
int main()
{
DualCircleList<int> d1;
for(int i=0; i<5; i++)
{
d1.insert(0, i);
d1.insert(0, 5);
}
cout << "begin" << endl;
d1.move(d1.length()-1);
while( d1.find(5) != -1 )
{
if( d1.current() == 5 )
{
cout << d1.current() << endl;
d1.remove(d1.find(d1.current()));
}
else
{
d1.pre();
}
}
cout << "end" << endl;
for(int i=0; i<d1.length(); i++)
{
cout << d1.get(i) << endl;
}
return 0;
}我們先來分析下，在插入 i 後，隨後便插入 5。先打印出 5 個 5，隨後刪除這 5 個數，然後在打印出剩下的 4 ~ 0。看看結果是否如我們所分析的那樣
我們看到結果如我們所分析的那樣，證明我們的代碼寫的是沒問題的。通過今天對雙向循環鏈表的學習，總結如下：1、Linux 內核離那邊是帶頭結點的雙向循環鏈表；2、DualCircleList 使用 Linux 內核鏈表進行內部實現；3、DualCircleList 在循環遍歷時需要跳過頭結點；4、將 list_head 指針轉換爲目標結點指針時，使用 list_entry 宏。