【Redis學習筆記】底層數據結構之鏈表

鏈表

Redis 使用鏈表作爲列表的鍵底層實現。

3.1 鏈表和鏈表節點的實現

每個鏈表節點使用一個 adlist.h/listNode 結構來表示：

typedef struct listNode{
    // 前置節點
    struct listNode *prev;
    // 後置節點
    struct listNode *next;
    // 節點的值
    void *value;
}listNode;

多個 listNode 可以通過 prev 和 next 指針組成雙端鏈表

可以通過 adlist.h/list 來持有鏈表的話，操作起來會更方便：

typedef struct list{
    // 表頭節點
    listNode *head;
    // 表尾節點
    listNode *tail;
    // 鏈表所包含的節點數量
    unsigned long len;
    // 節點值複製函數
    void *(*dup)(void *ptr);
    // 節點值釋放函數
    void *(*free)(void *ptr);
    // 節點值對比函數
    int (*match)(void *ptr, void *key);
}list;

list 結構爲鏈表提供了表頭指針 head、表尾指針 tail，以及鏈表長度計數器 len，而 dup、free 和 match 成員則是用於實現多態鏈表所需的類型特定函數：

• 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 函數則用於對比鏈表節點所保存的值和另一個輸入值是否相等

Redis 的鏈表實現的特性可以總結如下：

• 雙端：鏈表節點帶有 prev 和 next 指針，獲取某個節點的前置節點和後置節點的複雜度都是 O(1)。
• 無環：表頭節點的 prev 指針和表尾節點的 next 指針都指向 NULL，對鏈表的訪問以 NULL 爲終點。
• 帶表頭指針和表尾指針：通過 list 結構的 head 指針和 tail 指針，程序獲取鏈表的表頭節點和表尾節點的複雜度爲 O(1)。
• 帶鏈表長度計數器：程序使用 list 結構的 len 屬性來對 list 持有的鏈表節點進行計數，程序獲取鏈表中節點數量的複雜度爲 O(1)。
• 多態：鏈表節點使用 void* 指針來保存節點值，並且可以通過 list 結構的 dup、free、match 三個屬性爲節點值設置類型特定函數，所以鏈表可以用於保存各種不同類型的值。