“链表按索引插入”在业界用的多吗？

最新推荐文章于 2025-12-16 16:07:35 发布

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#链表 #数据结构

在开源项目中（如 Linux Kernel, Redis, GNOME GLib 等）

1. 极少使用“按索引插入” (Insert at Index)

在高性能 C 编程中，链表主要用于 $O (1)$ 的头插、尾插或特定节点前后的插入。
如果你频繁需要“在第 $i$ 个位置插入”，说明你选错了数据结构——这种场景应该使用 数组 (Array) 或 动态数组 (Vector)。链表的“按索引访问”是 $O (N)$ 的，效率极低。

因此，很多开源库甚至不提供 insert_at_index(i) 这种 API。

2. Linux Kernel (`list.h`)

Linux 内核使用的是双向循环链表，它的设计极其精简，不存储长度。

越界判断： 它没有“越界”的概念，因为它的 API 是 list_add(new, head)（插到头）或 list_add(new, prev_node)（插到某节点后）。
设计哲学： 这里的假设是调用者已经持有了一个有效的节点指针。

3. Redis (`adlist.c`)

Redis 实现了一个通用的双向链表，它的结构体明确包含了长度：

// Redis 的 list 定义
typedef struct list {
    listNode *head;
    listNode *tail;
    unsigned long len; // <--- 这里保存了长度
    // ... 函数指针等 ...
} list;

做法： Redis 确实维护了长度。
但注意： 即使有了 len，Redis 的核心 API 依然主要是 listAddNodeHead 和 listAddNodeTail。如果它要实现 Index 操作（如 listIndex 获取节点），它会利用 len 来决定是从头遍历更快还是从尾遍历更快（优化），但插入操作依然很少基于索引。

4. 总结建议

如果是刷题/简单练习： 不要维护 length。在遍历寻找插入点的 while 循环中判断 p 是否为 NULL，以此作为越界判断。
如果是工程项目： 建议定义一个 struct List { Node* head; int len; }。
- 这样你可以在开头判断 i > len。
- 这能让调用者快速获取链表长度（O(1)），非常实用。

只有当你将链表长度缓存在结构体中时，才能在函数开头判断越界。否则，必须通过遍历来检测。