鏈表
Redis中是自己實現的鏈表。鏈表被廣泛用於Redis的各種功能，比如列表鍵、發佈於訂閱、慢查詢、監視器等。
列表鍵的底層實現之一就是鏈表（Redis3.2 之前，在Redis3.2 後被換成了快速列表quicklist）。當一個列表建包含了數量比較多的元素，又或者列表中包含的元素都是比較長的字符串時，Reids會使用鏈表作爲列表鍵的底層實現。(《Redis設計與實現》)
特點
來之《Redis設計與實現》
- 每個鏈表結點由一個
listNode結構來表示，每個結點都由一個指向前置結點和後置結點的指針，所有Redis的鏈表實現是雙端鏈表。 - 每個鏈表使用一個
list結構來表示，這個結構帶有表頭結點指針、表位結點指針、已經鏈表長度等信息。 - 因爲鏈表表頭結點的前置節點和表尾結點的後置節點都指向NULL，所以Redis的鏈表實現是無環鏈表。
- 通過爲鏈表設置不同的類型特定函數，Redis的鏈表可以用於保存各種不同類型的值。
代碼結構
// adlist.h
// 鏈表結點
typedef struct listNode {
struct listNode *prev; // 前置節點
struct listNode *next; // 後置節點
void *value; // 節點值
} listNode;
// 鏈表結構
typedef struct list {
listNode *head; // 表頭節點
listNode *tail; // 表尾節點
void *(*dup)(void *ptr); // 節點值複製函數指針
void (*free)(void *ptr); // 節點值釋放函數指針
int (*match)(void *ptr, void *key); // 節點值對比函數指針
unsigned long len; // 鏈表所包含的節點數量
} list;
// 鏈表的迭代器
typedef struct listIter {
listNode *next; // 下一個節點
int direction; // 迭代方向
} listIter;
dup函數用於複製鏈表節點所保存的值；free函數用於釋放鏈表節點所保存的值；match函數用於對比鏈表節點所保存的值和另一個輸入值是否相等；
部分代碼解析
-
list *listAddNodeHead(list *list, void *value)向list中添加鏈表頭:/* Add a new node to the list, to head, containing the specified 'value' * pointer as value. * * On error, NULL is returned and no operation is performed (i.e. the * list remains unaltered). * On success the 'list' pointer you pass to the function is returned. */ list *listAddNodeHead(list *list, void *value) { listNode *node; // 爲鏈表節點分配內存 if ((node = zmalloc(sizeof(*node))) == NULL) return NULL; // 給鏈表節點的value賦值 node->value = value; if (list->len == 0) { // 如果list本來沒有節點，則將表頭節點和表尾節點都設置node list->head = list->tail = node; // 且node的前置和後置節點都是NULL node->prev = node->next = NULL; } else { // 如果list本來已經存在節點 // 則將node的前置節點設爲NULL node->prev = NULL; // 然後將node的後置節點指向list原本的表頭節點 node->next = list->head; // 將list原本的表頭節點的前置節點指向node list->head->prev = node; // 將node設爲list的新表頭節點 list->head = node; } // list的長度加1 list->len++; return list; } -
list *listInsertNode(list *list, listNode *old_node, void *value, int after)向list中插入節點value，插入位置是old_node，after表示在old_node前還是後:list *listInsertNode(list *list, listNode *old_node, void *value, int after) { listNode *node; // 給要插入的節點node分配內存 if ((node = zmalloc(sizeof(*node))) == NULL) return NULL; // node的value賦值 node->value = value; if (after) { // 插入到old_node後 node->prev = old_node; node->next = old_node->next; if (list->tail == old_node) { // 如果old_node原本是表尾節點，則重新將表尾節點指向node list->tail = node; } } else { // 插入到old_node前 node->next = old_node; node->prev = old_node->prev; if (list->head == old_node) { // 如果old_node原本是表頭節點，則重新將表尾節點指向node list->head = node; } } if (node->prev != NULL) { //如果node的前置節點不爲NULL，則將node的前置節點的後置節點指向node node->prev->next = node; } if (node->next != NULL) { //如果node的後置節點不爲NULL，則將node的後置節點的前置節點指向node node->next->prev = node; } // list的長度加1 list->len++; return list; } -
void listDelNode(list *list, listNode *node)刪除list中的節點node：/* Remove the specified node from the specified list. * It's up to the caller to free the private value of the node. * * This function can't fail. */ void listDelNode(list *list, listNode *node) { if (node->prev) // 如果node有前置節點 // 則將 node前置節點的後置節點 指向 node的後置節點 node->prev->next = node->next; else // 如果node沒有前置節點，則說明node是表頭節點 // 將list的表頭節點指向 node的後置節點 list->head = node->next; if (node->next) // 如果node有後置節點 // 則將 node的後置節點的前置節點 指向 node的前置節點 node->next->prev = node->prev; else // 如果node沒有後置節點，則說明node是表尾節點 // 將list的表尾節點指向 node的前置節點 list->tail = node->prev; // 如果list有free函數，則調用free函數釋放node中的value if (list->free) list->free(node->value); // 釋放node的內存 zfree(node); // list長度減1 list->len--; }
鏈表API
參考之《Redis設計與實現》
| 函數 | 作用 | 時間複雜度 |
|---|---|---|
list *listCreate(void) | 創建一個不包含任何節點的新鏈表 | O(1) |
void listRelease(list *list) | 釋放整個鏈表 | O(N) |
void listEmpty(list *list) | 將整個鏈表的節點情況，不釋放鏈表本身 | O(N) |
list *listAddNodeHead(list *list, void *value) | 將一個包含給定值的新節點添加爲鏈表的表頭 | O(1) |
list *listAddNodeTail(list *list, void *value) | 將一個包含給定值的新節點添加爲鏈表的表尾 | O(1) |
list *listInsertNode(list *list, listNode *old_node, void *value, int after) | 將一個包含給定值的新節點添加到鏈表給定節點的前或者後 | O(1) |
void listDelNode(list *list, listNode *node) | 刪除鏈表中的給定節點 | O(1) |
listIter *listGetIterator(list *list, int direction) | 獲取給定鏈表的迭代器 | O(1) |
listNode *listNext(listIter *iter) | 獲取鏈表迭代器的下一個節點 | O(1) |
void listReleaseIterator(listIter *iter) | 釋放鏈表迭代器 | O(1) |
list *listDup(list *orig) | 複製一個給定鏈表的副本 | O(N) |
listNode *listSearchKey(list *list, void *key) | 在給定鏈表中查找並返回鏈表中包含給定值key的節點 | O(N) |
listNode *listIndex(list *list, long index) | 返回鏈表中給定索引index上的節點 | O(N) |
void listRewind(list *list, listIter *li) | 將給定迭代器li指定給定的鏈表list,迭代器li指向的是鏈表list的表頭結點 | O(1) |
void listRewindTail(list *list, listIter *li) | 將給定迭代器li指定給定的鏈表list，但迭代器li指向的是鏈表list的表尾結點 | O(1) |
void listRotate(list *list) | 將鏈表的尾結點彈出，然後將被彈出的節點插入到鏈表的表頭，成爲新的表頭節點 | O(1) |
void listJoin(list *l, list *o) | 將鏈表o的節點追加到鏈表l的表尾後，然後將o設置爲空(不是NULL，而是沒有節點) | O(1) |