Linux內核中的雙向循環鏈表學習

一、概述

Linux內核中大量使用了鏈表這個基本數據結構，因此有必要去窺探一下其“葫蘆裡賣的是什麼藥”。先來些基本知識點吧：

1.數據元素間是一對一關系；

2.鏈表中的元素個數是有限的；

3.同一表中各數據元素的類型和長度相同。

二、實現

先上代碼，有個感性的認識，後面再解釋。

#include<stdio.h>
 #include<malloc.h>
 
 //鏈表頭結構
 struct list_head
 {
     struct list_head *next,*prev;
 };
 
 //#define LIST_HEAD_INIT(name)  {&(name),&(name)}
 //#define LIST_HEAD(name)  struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
 
 //鏈表頭初始化
 void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
 {
     list->next = list;
     list->prev = list;
 }
 
 //真正實現鏈表插入操作
 void _list_add(struct list_head *nnew,struct list_head *prev,struct list_head *next)
 {
     next->prev = nnew;
     nnew->next = next;
     nnew->prev = prev;
     prev->next = nnew;
 }
 
 //向鏈表插入一個節點
 void list_add(struct list_head *nnew,struct list_head *head)
 {
     _list_add(nnew,head,head->next);
 }
 
 
 #define list_for_each(pos,head) \
     for(pos = (head)->next;pos != (head);pos = pos->next)
 
 #define list_for_each_safe(pos,n,head) \
     for(pos = (head)->next,n = pos->next;pos != (head);pos = n,n = pos->next)
 
 //根據節點中的一個成員在節點中的偏移量找到節點的起始地址
 #define list_entry(ptr,type,member) \
     ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
 
 //真正實現鏈表刪除操作
 void _list_del(struct list_head *prev,struct list_head *next)
 {
     next->prev = prev;
     prev->next = next;
 }
 
 //刪除鏈表中的一個節點
 void list_del(struct list_head *entry)
 {
     _list_del(entry->prev,entry->next);
     entry->next = NULL;
     entry->prev = NULL;
 }
 
 ////////////////////////////////////////////////////
 
 //默認鏈表長度
 #define N  10
 
 //定義節點的數據結構
 struct numlist
 {
     int num;//數據域
     struct list_head list;//指針域
 };
 
 //定義鏈表頭節點
 struct numlist numhead;
 
 
 int main()
 {
 
     struct numlist *listnode;
     struct list_head *pos;
     struct numlist *p;
     struct list_head *t;
     int i;
 
     //初始化鏈表頭節點
     INIT_LIST_HEAD(&numhead.list);
 
     for(i=0;i<N;i++)
     {
         //為新節點分配內存
         listnode = (struct numlist *)malloc(sizeof(struct numlist));
         //為節點數據域賦值
         listnode->num = i;
         //將該節點插入到鏈表中
         list_add(&listnode->list,&numhead.list);
         printf("Node %d has been added to doublelist\n",i);
     }
 
     printf("\n\n\n\n");
 
     //遍歷鏈表
     list_for_each(pos,&numhead.list)
     {
         i--;
         //找出一個節點
         p = list_entry(pos,struct numlist,list);
         printf("Node %d's data: %d\n",i,p->num);
     }
    
     list_for_each_safe(pos,t,&numhead.list)
     {
         //刪除節點
         list_del(pos);
         p = list_entry(pos,struct numlist,list);
         //釋放節點的內存
         free(p);
     }
 
     return 0;
 }