图解redis之链表的实现

追求适度,才能走向成功;人在顶峰,迈步就是下坡;身在低谷,抬足既是登高;弦,绷得太紧会断;人,思虑过度会疯;水至清无鱼,人至真无友,山至高无树;适度,不是中庸,而是一种明智的生活态度。

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引言:

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。

链表在Redis中的应用非常广泛,比如列表键的底层实现之一就是链表。当一个列表键包含了数量比较多的元素,又或者列表中包含的元 素都是比较长的字符串时,Redis就会使用链表作为列表键的底层实现。

链表和链表节点的实现

每个链表节点使用一个adlist.h/listNode结构来表示:

typedef struct listNode {
//
前置节点
struct listNode * prev;
//
后置节点
struct listNode * next;
//
节点的值
void * value;
}listNode;

图解redis之链表的实现

 虽然仅仅使用多个listNode结构就可以组成链表,但使用adlist.h/list 来持有链表的话,操作起来会更方便

typedef struct list {
//
表头节点
listNode * head;
//
表尾节点
listNode * tail;
//
链表所包含的节点数量
unsigned long len;
//
节点值复制函数
void *(*dup)(void *ptr);
//
节点值释放函数
void (*free)(void *ptr);
//
节点值对比函数
int (*match)(void *ptr,void *key);
} 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

图解redis之链表的实现

 特性总结:

双端:链表节点带有prev和next指针,获取某个节点的前置节点和 后置节点的复杂度都是(1)。

·无环:表头节点的prev指针和表尾节点的next指针都指向NULL, 对链表的访问以NULL为终点。

·带表头指针和表尾指针:通过list结构的head指针和tail指针,程序获取链表的表头节点和表尾节点的复杂度为O(1)。

·带链表长度计数器:程序使用list结构的len属性来对list持有的链表 节点进行计数,程序获取链表中节点数量的复杂度为O(1)。 ·

多态:链表节点使用void*指针来保存节点值,并且可以通过list结 构的dup、free、match三个属性为节点值设置类型特定函数,所以链表可以用于保存各种不同类型的值。

链表和链表节点的API

图解redis之链表的实现

图解redis之链表的实现

 

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