uthash项目中的utlist宏：C语言链表操作指南-优快云博客

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uthash项目中的utlist宏：C语言链表操作指南

uthash C macros for hash tables and more 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ut/uthash

概述

uthash项目中的utlist宏提供了一套高效、易用的C语言链表操作工具。这些宏定义在utlist.h头文件中，可以方便地集成到任何C项目中，为开发者提供了完整的链表操作功能，而无需手动处理繁琐的指针操作。

核心特性

utlist宏支持三种基本链表类型：

单向链表：每个元素只包含指向下一个元素的指针
双向链表：每个元素包含指向前后元素的指针
循环双向链表：尾元素指向头元素形成环状结构

效率分析

utlist宏在各类操作上的时间复杂度表现优异：

添加元素：头部添加为O(1)，双向链表尾部添加也是O(1)
删除元素：双向链表为O(1)，单向链表为O(n)
排序操作：所有类型均为O(n log n)
遍历搜索：所有类型均为O(n)

使用方法

基本结构定义

使用utlist宏前，需要定义包含指针成员的结构体：

typedef struct element {
    char *name;
    struct element *prev; // 双向链表需要
    struct element *next; // 必须包含
} element;

初始化链表头

链表头必须初始化为NULL：

element *head = NULL;

常用操作宏

utlist提供了一系列直观的宏来操作链表：

// 添加元素
LL_PREPEND(head, new_element);  // 头部添加
DL_APPEND(head, new_element);   // 尾部添加(双向链表)

// 删除元素
LL_DELETE(head, del_element);

// 遍历链表
LL_FOREACH(head, current) {
    printf("%s\n", current->name);
}

// 安全遍历(可删除元素)
LL_FOREACH_SAFE(head, current, tmp) {
    if(should_delete(current)) {
        LL_DELETE(head, current);
        free(current);
    }
}

// 排序链表
LL_SORT(head, compare_func);

实际应用示例

以下是一个完整的示例程序，展示如何使用utlist宏管理字符串链表：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "utlist.h"

#define MAX_NAME_LEN 50

typedef struct name_entry {
    char name[MAX_NAME_LEN];
    struct name_entry *next, *prev;
} name_entry;

int name_compare(name_entry *a, name_entry *b) {
    return strcmp(a->name, b->name);
}

int main() {
    name_entry *names = NULL, *entry, *tmp;
    char input[MAX_NAME_LEN];
    
    // 读取输入并构建链表
    while(fgets(input, MAX_NAME_LEN, stdin)) {
        entry = malloc(sizeof(name_entry));
        strncpy(entry->name, input, MAX_NAME_LEN);
        DL_APPEND(names, entry);
    }
    
    // 排序并输出
    DL_SORT(names, name_compare);
    DL_FOREACH(names, entry) {
        printf("%s", entry->name);
    }
    
    // 清理内存
    DL_FOREACH_SAFE(names, entry, tmp) {
        DL_DELETE(names, entry);
        free(entry);
    }
    
    return 0;
}

高级特性

自定义指针名称

如果结构体中的指针不使用默认的prev/next名称，可以使用带"2"后缀的宏：

typedef struct custom_element {
    char *data;
    struct custom_element *succ; // 代替next
    struct custom_element *pred; // 代替prev
} custom_element;

// 使用自定义指针名称的宏
DL_APPEND2(head, new_element, pred, succ);