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Redis源碼：深入分析list
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Redis是一種內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)庫，簡稱為鍵值庫，它支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括字符串、哈希、列表、集合和有序集合等。
列表是Redis中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，它可以用于存儲一系列有序的元素，支持常見的操作如添加元素、刪除元素、查找元素、截取列表等。
本文將深入分析Redis中列表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式，包括列表的底層存儲結(jié)構(gòu)、列表節(jié)點(diǎn)的定義方式、列表的基本操作函數(shù)等。
底層存儲結(jié)構(gòu)
Redis中列表的底層存儲結(jié)構(gòu)采用鏈表的形式，每個列表元素都封裝在一個列表節(jié)點(diǎn)中，每個節(jié)點(diǎn)包含了三個指針，分別指向前一個節(jié)點(diǎn)和后一個節(jié)點(diǎn)，以及指向節(jié)點(diǎn)值的指針。
在Redis源碼中鏈表的定義如下：
typedef struct listNode {
struct listNode *prev;
struct listNode *next;
void *value;
} listNode;
typedef struct list {
listNode *head;
listNode *tl;
void *(*dup)(void *ptr);
void (*free)(void *ptr);
int (*match)(void *ptr, void *key);
unsigned long len;
} list;
列表節(jié)點(diǎn)定義
每個列表節(jié)點(diǎn)的定義包含了三個指針和一個void指針，其中prev指針指向前一個節(jié)點(diǎn)，next指針指向后一個節(jié)點(diǎn)，value指針指向節(jié)點(diǎn)值。
節(jié)點(diǎn)的定義如下：
typedef struct listNode {
struct listNode *prev;
struct listNode *next;
void *value;
} listNode;
其中，prev與next都是指向listNode類型的指針，value是指向void類型的指針，可以指向任意類型的數(shù)據(jù)。
簡單的鏈表操作
鏈表的底層存儲結(jié)構(gòu)定義后，我們可以對鏈表進(jìn)行一些基本操作。以下是一些示例。
1. 創(chuàng)建和釋放列表
創(chuàng)建和釋放列表的函數(shù)如下：
list *listCreate(void);
void listRelease(list *list);
其中，listCreate函數(shù)返回一個空的列表指針，而listRelease函數(shù)釋放整個列表及其節(jié)點(diǎn)占用的內(nèi)存空間。
2. 添加和刪除元素
向鏈表中添加和刪除節(jié)點(diǎn)的函數(shù)如下：
listNode *listAddNodeHead(list *list, void *value);
listNode *listAddNodeTl(list *list, void *value);
void listDelNode(list *list, listNode *node);
其中，listAddNodeHead函數(shù)將一個新的節(jié)點(diǎn)添加到鏈表頭部，listAddNodeTl函數(shù)將一個新的節(jié)點(diǎn)添加到鏈表尾部，而listDelNode函數(shù)則將指定節(jié)點(diǎn)從鏈表中移除。
3. 遍歷鏈表
遍歷鏈表的函數(shù)如下：
listIter *listGetIterator(list *list, int direction);
listNode *listNext(listIter *iter);
void listReleaseIterator(listIter *iter);
其中，listGetIterator函數(shù)創(chuàng)建新的迭代器并返回指針，listNext函數(shù)返回下一個節(jié)點(diǎn)的指針，listReleaseIterator函數(shù)釋放迭代器占用的內(nèi)存空間。
4. 查找元素
查找鏈表中指定元素的函數(shù)如下：
listNode *listSearchKey(list *list, void *key);
其中，listSearchKey函數(shù)遍歷列表并查找與指定鍵匹配的元素，返回匹配的節(jié)點(diǎn)指針。
Redis中列表的操作函數(shù)
Redis中列表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本操作函數(shù)包括以下幾種：
1. listPush
將一個或多個元素添加到列表的尾部。
void listPush(list *list, void *value);
2. listPop
刪除并返回列表中的尾部元素。
void *listPop(list *list);
3. listInsert
在列表的某個元素前或后，插入一個或多個元素。
void listInsert(list *list, listNode *oldNode, void *value, int after);
4. listIndex
獲取列表中指定索引的元素。
listNode *listIndex(list *list, long index);
5. listDelNode
刪除列表中的某個節(jié)點(diǎn)。
void listDelNode(list *list, listNode *node);
6. listLength
返回列表的長度。
unsigned long listLength(const list *list);
7. listDup
復(fù)制整個列表。
list *listDup(list *orig);
通過以上操作函數(shù)，我們可以對Redis中的列表進(jìn)行常規(guī)操作，而且它們的底層實(shí)現(xiàn)都生動形象地展現(xiàn)在了代碼中。
結(jié)論
本文通過Redis中列表的底層存儲結(jié)構(gòu)，以及列表節(jié)點(diǎn)的定義方式等方面進(jìn)行了深入的分析，希望讀者能夠通過此文以加深對Redis中列表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，同時也可以借助源碼更好地了解Redis的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
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