Redis基础数据结构——链表(Linked List)

2021年9月7日 74点热度 1人点赞 0条评论

链表是一种常用的数据结构,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。

链表的实现

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;

多个 listNode 可以通过 prevnext 指针组成双端链表, 如下图所示。

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 dupfreematch 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。

Redis链表的特点

双端

链表节点带有 prevnext 指针, 获取某个节点的前置节点和后置节点的复杂度都是 $O(1)$ 。

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 dupfreematch 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。

总结

Redis实现的链表与我们通常使用的链表没有什么不同,只是用一个list结构对listNode进行了管理,有了一些新的特性。

agedcat_xuanzai

这个人很懒,什么都没留下

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