如何用Linux内核链表来实现DTLib中的双向循环链表

本篇内容介绍了“如何用Linux内核链表来实现DTLib中的双向循环链表”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

继承关系如下图所示

        下来我们来讲讲它的设计思路：数据结点之间在逻辑上构成双向循环链表，头结点仅用于结点的定位。如下图所示

        实现思路：

        1、通过模板定义 DualCircleList 类。继承自 DualLinkList 类；

        2、在 DualCircleList 内部使用 Linux 内核链表进行实现；

        3、使用 struct list_head 定义 DualCircleList 的头结点；

        4、特殊处理：循环遍历时忽略头结点

        实现要点：

        1、通过 list_head 进行目标结点定位（position(i)）；

        2、通过 list_entry 将 list_head 指针转换为目标结点指针；

        3、通过 list_for_each 实现 int find(const T& e) 函数；

        4、遍历函数中的 next() 和 pre() 需要考虑跳过头结点

        下来我们来看看基于 Linux 内核链表的双向循环链表是怎样写的

DualCircleList 源码

#ifndef DUALCIRCLELIST_H
#define DUALCIRCLELIST_H

#include "DualLinkList.h"
#include "LinuxList.h"

namespace DTLib
{

template < typename T >
class DualCircleList : public DualLinkList<T>
{
protected:
    struct Node : public Object
    {
        list_head head;
        T value;
    };

    list_head m_header;
    list_head* m_current;

    list_head* position(int i) const
    {
        list_head* ret = const_cast<list_head*>(&m_header);

        for(int p=0; p<i; p++)
        {
            ret = ret->next;
        }

        return ret;
    }

    int mod(int i) const
    {
        return (this->m_length == 0) ? 0 : (i % this->m_length);
    }
public:
    DualCircleList()
    {
        this->m_length = 0;
        this->m_step = 1;

        m_current = NULL;

        INIT_LIST_HEAD(&m_header);
    }

    bool insert(const T& e)
    {
        return insert(this->m_length, e);
    }

    bool insert(int i, const T& e)
    {
        bool ret = true;
        Node* node = new Node();

        i = i % (this->m_length + 1);

        if(node != NULL)
        {
            node->value = e;

            list_add_tail(&node->head, position(i)->next);

            this->m_length++;
        }
        else
        {
            THROW_EXCEPTION(NoEnoughMemoryException, "No memory to insert new element ...");
        }

        return ret;
    }

    bool remove(int i)
    {
        bool ret = true;

        i = mod(i);

        ret = ((0 <= i) && (i < this->m_length));

        if( ret )
        {
            list_head* toDel = position(i)->next;

            if( m_current == toDel )
            {
                m_current = toDel->next;
            }

            list_del(toDel);

            this->m_length--;

            delete list_entry(toDel, Node, head);
        }

        return ret;
    }

    bool set(int i, const T& e)
    {
        bool ret = true;

        i = mod(i);

        ret = ((0 <= i) && (i < this->m_length));

        if( ret )
        {
            list_entry(position(i)->next, Node, head)->value = e;
        }

        return ret;
    }

    T get(int i) const
    {
        T ret;

        if( get(i, ret) )
        {
            return ret;
        }
        else
        {
            THROW_EXCEPTION(IndexOutOfBoundsException, "Invaild parameter i to get element ...");
        }
    }

    bool get(int i, T& e) const
    {
        bool ret = true;

        i = mod(i);

        ret = ((0 <= i) && (i < this->m_length));

        if( ret )
        {
            e = list_entry(position(i)->next, Node, head)->value;
        }

        return ret;
    }

    int find(const T& e) const
    {
        int ret = -1;
        int i = 0;
        list_head* slider = NULL;

        list_for_each(slider, &m_header)
        {
            if( list_entry(slider, Node, head)->value == e )
            {
                ret = i;
                break;
            }

            i++;
        }

        return ret;
    }

    int length() const
    {
        return this->m_length;
    }

    void clear()
    {
        while( this->m_length > 0 )
        {
            remove(0);
        }
    }

    bool move(int i, int step = 1)
    {
        bool ret = (step > 0);

        i = mod(i);

        ret = ret && ((0 <= i) && (i < this->m_length));

        if( ret )
        {
            m_current = position(i)->next;

            this->m_step = step;
        }

        return ret;
    }

    bool end()
    {
        return (m_current == NULL) || (this->m_length == 0);
    }

    T current()
    {
        if( !end() )
        {
            return list_entry(m_current, Node, head)->value;
        }
        else
        {
            THROW_EXCEPTION(INvalidOPerationException, "No value at current position ...");
        }
    }

    bool next()
    {
        int i = 0;

        while( (i < this->m_step) && !end() )
        {
            if( m_current != &m_header )
            {
                m_current  = m_current->next;
                i++;
            }
            else
            {
                m_current = m_current->next;
            }
        }

        if( m_current == &m_header )
        {
            m_current = m_current->next;
        }

        return (i == this->m_step);
    }

    bool pre()
    {
        int i =0;

        while( (i < this->m_step) && !end() )
        {
            if( m_current != &m_header )
            {
                m_current  = m_current->next;
                i++;
            }
            else
            {
                m_current = m_current->prev;
            }
        }

        if( m_current == &m_header )
        {
            m_current = m_current->next;
        }

        return (i == this->m_step);
    }

    ~DualCircleList()
    {
        clear();
    }
};

}

#endif // DUALCIRCLELIST_H

        下来我们写点测试代码看看上面的代码有没有问题

main.cpp 源码

#include <iostream>
#include "DualCircleList.h"

using namespace std;
using namespace DTLib;

int main()
{
    DualCircleList<int> d1;

    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        d1.insert(0, i);
        d1.insert(0, 5);
    }

    cout << "begin" << endl;

    d1.move(d1.length()-1);

    while( d1.find(5) != -1 )
    {
        if( d1.current() == 5 )
        {
            cout << d1.current() << endl;

            d1.remove(d1.find(d1.current()));
        }
        else
        {
            d1.pre();
        }
    }

    cout << "end" << endl;

    for(int i=0; i<d1.length(); i++)
    {
        cout << d1.get(i) << endl;
    }

    return 0;
}

        我们先来分析下，在插入 i 后，随后便插入 5。先打印出 5 个 5，随后删除这 5 个数，然后在打印出剩下的 4 ~ 0。看看结果是否如我们所分析的那样

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