Redis基本資料結構之雙向鍊錶

鍊錶提供了高效的節點重排能力，以及順序性的節點訪問方式，並且可以通過增刪節點來靈活地調整鍊錶的長度。

鍊錶是一種非常常見的資料結構。由於 redis 使用的 c 語言並沒有這種資料結構，因此，作者在 redis 對這一資料結構進行了實現。redis 的鍊錶實現為雙向鍊錶，主要用在實現列表鍵、發布訂閱、儲存多客戶端狀態、伺服器模組，訂閱模組和儲存輸入命令等方面，使用較廣。

redis 原始碼中關於 adlist 的部分，主要在adlist.h和adlist.c這兩個檔案中。

首先在adlist.h中找到定義

// list 節點
typedef struct listnode  listnode;
// redis 雙鏈表實現
typedef struct list  list;

可以發現，這就是乙個無環雙向鍊錶。

list結構中帶有乙個len的變數，可以將獲取鍊錶長度的時間複雜度從 o(n) 降到 o(1)。

head指標和tail指標讓給我們可以快速的找到鍊錶的頭尾，時間複雜度都是 o(1)。

三個函式指標，讓我們可以對鍊錶有更靈活的操作，使用起來也更加方便。

當需要進行鍊錶迭代時，可以使用如下函式：

typedef struct listiter  listiter;

direction決定了遍歷的方向，可正向可反向。

這部分定義了一些獲取list結構的巨集，簡化操作。

#define listlength(l) ((l)->len)                    // 獲取 list 中包含的 node 數量
#define listfirst(l) ((l)->head)                    // 獲取 list 頭節點指標
#define listlast(l) ((l)->tail)                     // 獲取 list 尾節點指標
#define listprevnode(n) ((n)->prev)                 // 獲取當前節點的前驅節點
#define listnextnode(n) ((n)->next)                 // 獲得當前節點的後繼節點
#define listnodevalue(n) ((n)->value)
#define listsetdupmethod(l,m) ((l)->dup = (m))      // 指定節點複製函式
#define listsetfreemethod(l,m) ((l)->free = (m))    // 指定節點釋放函式
#define listsetmatchmethod(l,m) ((l)->match = (m))  // 指定節點的比較函式
#define listgetdupmethod(l) ((l)->dup)   // 獲得節點複製函式
#define listgetfree(l) ((l)->free)
#define listgetmatchmethod(l) ((l)->match)

這部分定義了一些雙向鍊錶的常用操作。

list *listcreate(void); // 建立乙個不包含任何節點的新鍊錶
void listrelease(list *list); // 釋放給定鍊錶，以及鍊錶中的所有節點
// crud 操作
list *listaddnodehead(list *list, void *value);  // 頭部插入節點
list *listaddnodetail(list *list, void *value);  // 尾部插入節點
list *listinsertnode(list *list, listnode *old_node, void *value, int after); // 中間某個位置插入節點
void listdelnode(list *list, listnode *node); // o(n) 刪除指定節點
listiter *listgetiterator(list *list, int direction); // 獲取指定迭代器
void listreleaseiterator(listiter *iter);   // 釋放迭代器
listnode *listnext(listiter *iter); // 迭代下乙個節點
list *listdup(list *orig); // 鍊錶複製
listnode *listsearchkey(list *list, void *key); // o(n) 按 key 找節點
listnode *listindex(list *list, long index);  // o(n)
void listrewind(list *list, listiter *li); // 重置為正向迭代器
void listrewindtail(list *list, listiter *li); // 重置為逆向迭代器
void listrotate(list *list); // 鍊錶旋轉

建立 adlist

list *listcreate(void)

建立乙個空的 adlist 很簡單，就是分配記憶體，初始化資料結構，而listrelease的釋放鍊錶過程與之相反，這個自不必多說。

adlist 的 crud 操作

首先是插入資料，分三種情況：頭部插入、中間插入和尾部插入。

(1) 頭部插入

// 頭部插入值 value
list *listaddnodehead(list *list, void *value)
else 
list->len++; // 更新鍊錶長度資訊
return list;
}

（2）尾部插入節點類似，就不囉嗦了。

（3）中間插入

// 在 list 指定節點 old_node 後（after=1）或前插入乙個節點
list *listinsertnode(list *list, listnode *old_node, void *value, int after) 
} else 
}// 處理 node 相鄰兩個節點的指向
if (node->prev != null) 
if (node->next != null) 
list->len++;
return list;
}

然後是刪除操作。

// 從 list 中刪除 node 節點
void listdelnode(list *list, listnode *node)

最後是查詢。

// 從 list 中查詢 key
listnode *listsearchkey(list *list, void *key)
} else }}
return null;
}

// 獲得 list 中第 index 個節點，index 為負數表示從尾部倒序往前找
listnode *listindex(list *list, long index)  else 
return n;
}

其他

迭代器實現如下：

listiter *listgetiterator(list *list, int direction)

另外，乙個旋轉 list 的操作，實現效果將 1 → 2 → 3 → 4 變成 4 → 1 → 2 → 3

void listrotate(list *list)

adlist 其實就是把雙向鍊錶的基本操作實現了一遍，看了一遍相當於複習了一遍（之前面試總問這些，哈哈），不過作者設計的很巧，值得學習。

Redis原始碼學習3 基本資料結構之雙向鍊錶

楔子雙向鍊錶定義基本函式 listcreate建立列表 listrelease釋放列表 listaddnodehead在表頭新增節點 listaddnodetail在表尾新增節點 listinsertnode在指定節點前後插入節點 listdelnode刪除鍊錶中指定節點迭代器及相關函式迭代器...

redis基本資料結構之ZSet

zset資料結構類似於set結構，只是zset結構中，每個元素都會有乙個分值，然後所有元素按照分值的大小進行排列，相當於是乙個進行了排序的鍊錶。如果zset是乙個鍊錶，而且內部元素是有序的，在進行元素插入和刪除，以及查詢的時候，就必須要遍歷鍊錶才行，時間複雜度就達到了o n 這個在以單執行緒處理的r...

Redis基本資料結構之ZSet

zset保留了集合不能有重複成員的特性，但不同的是，有序集合中的元素可以排序。但是它和列表使用索引下標作為排序依據不同的是，它給每個元素設定乙個分數 score 作為排序的依據。有序集合中的元素不能重複，但是score可以重複，就和乙個班裡的同學學號不能重複，但是考試成績可以相同。新增元素命令為 ...

Redis基本資料結構之雙向鍊錶

Redis原始碼學習3 基本資料結構之雙向鍊錶

redis基本資料結構之ZSet

Redis基本資料結構之ZSet

相關推薦