【Redis】数据结构 - 链表

概述

链表提供顺序访问方式，有高效的节点重排能力和节点增删能力。

Redis由C语言实现， 但C语言没有自带链表的数据结构。因此Redis构建了自己的链表实现。

Redis应用广泛， 例如列表键的底层实现之一就是链表。当一个列表建包含了数量较多的元素时，又或者列表中包含的元素都是比较长的字符串时， Redis就会使用链表作为链表建的底层实现。

除链表建外，发布与订阅、慢查询、监视器等功能也用到了链表， Redis服务器本身还是用链表来保存多个客户端的状态信息，以及使用链表构建客户端输出缓冲区

结构定义

链表节点的结构体(C语言)

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

用list链表来持有链表, 操作起来更为方便

链表结构体:

typedef struct list{
	// 链表头结点
	listNode *head;
	// 链表尾节点
	listNode *tail;
	// 链表包含节点数
	unsigned long len;
	// 节点复制函数
	void *(*dup)(void *ptr);
	// 节点值释放函数
	void (*free)(void *prt);
	// 节点值对比函数
	void (*match)(void *ptr, void *key);
}list;

特性

• 双向链表, 访问一个节点的前一个节点或后一个节点的时间复杂度均为O(1)
• 无环: 访问到NULL即为链表终点
• 带头指针和尾指针: 访问链表两端的时间复杂度为O(1)
• 带链表长度计数器: 获得链表长度时间复杂度为O(1)
• 多态:提供void *类型的value值可以复制任意类型数据, 且可以自行设置复制、释放、比较等操作函数.

API

函数	作用	时间复杂度
listSetDupMethod	将给定的函数设置为链表的节点值复制函数	复制函数可以通过链表的dup 属性直接获得，O(1)
listGetDupMethod	返回链表当前正在使用的节点值复制函数	O(1)
listSetFreeMethod	将给定的函数设置为链表的节点值释放函数	释放函数可以通过链表的free 属性直接获得，O(1)
listGetFree	返回链表当前正在使用的节点值释放函数	O(1)
listSetMatchMethod	将给定的函数设置为链表的节点值对比函数	对比函数可以通过链表的match 属性直接获得，O(1)
listGetMatchMethod	返回链表当前正在使用的节点值对比函数	O(1)
listLength	返回链表的长度（包含了多少个节点）	链表长度可以通过链表的len 属性直接获得，O(1)
listFirst	返回链表的表头节点	表头节点可以通过链表的head 属性直接获得，O(1)
listLast	返回链表的表尾节点	表尾节点可以通过链表的tail 属性直接获得，O(1)
listPrevNode	返回给定节点的前置节点	前置节点可以通过节点的prev 属性直接获得，O(1)
listNextNode	返回给定节点的后置节点	后置节点可以通过节点的next 属性直接获得，O(1)
listNodeValue	返回给定节点目前正在保存的值	节点值可以通过节点的value属性直接获得，O(1)
listCreate	创建一个不包含任何节点的新链表	O(1)
listAddNodeHead	将一个包含给定值的新节点添加到给定链表 的表头	O(1)
listAddNodeTail	将一个包含给定值的新节点添加到给定链表 的表尾	O(1)
listInsertNode	将一个包含给定值的新节点添加到给定节点 的之前或者之后	O(1)
listSearchKey	查找并返回链表中包含给定值的节点	O(N)，N 为链表长度
listIndex	返回链表在给定索引上的节点	O(N)，N 为链表长度
listDelNode	从链表中删除给定节点	O(N)，N 为链表长度
listRotate	将链表的表尾节点弹出，然后将被弹出的节 点插入到链表的表头，成为新的表头节点	O(1)
listDup	复制一个给定链表的副本	O(N)，N 为链表长度
listRelease	释放给定链表，以及链表中的所有节点	O(N)，N 为链表长度

参考: 《redis设计与实现》