C-数据结构-双向循环链表

常用的双向循环链表，不易出错
/*
通用性比较强的双向环链

为了函数的通用性，我们在.h .c 需要用户去定夺的关键字，内容全部做成通用的接口
利用typedef抽象出了一些接口比较统一的实现方法
*/

llist.h

#ifndef LLIST_H__
#define LLSIT_H__
#define LLIST_FORWARD	1
#definr LLIST_BACKWARD	2
typedef void llist_op(const void *);//回调函数
typedef int llist_cmp(const void *,const void *);

struct llist_node_st
{
	void *data;
	struct llist_node_st *prev;
	struct llist_node_st *next;	

};
typedef struct
{
	int size;
	struct llist_node_st head;
}LLSIT;



LLIST *llist_create(int initsize);
int llist_insert(LLIST *,const void *data,int mode);

void *llist_find(LLIST *, const void *key, llist_cmp *);//数据类型不统一使用void 百搭
int llist_delete(LLIST *,const void *key,llist_cmp *);
int llist_fetch(LLIST *,const void *key,llist_cmp *,void *data);

void llist_travel(LLIST *,llist_op *);
void llist_destroy(LLIST *);

#endif

llist.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"llist.h"
#include<string.h>

LLIST *llist_create(int initsize)//只包含一个头节点（ 双向循环链表）
{
	LLIST *new;
	new = malloc(sizeof(*new));
	if(new == NULL)
		return NULL;
	new->size= initsize;
	new->head.data = NULL;
	new->head.prev = new->head;
	new->head.next = new->head;
	return new;
}
int llist_insert(LLIST *ptr,const void *data,int mode)
{
	struct llist_node_st *newnode;
	newnode = malloc(sizeof(*newnode));
	if(newnode == NULL)
		return -1;
	newdata->data = malloc(ptr->size);
	if(newnode->data == NULL)
		return -2;
	memcpy(newnode->data,data,ptr->size);
	if(mode == LLIST_FORWARD)
	{
		newnode->prev = &ptr->head;
		newnode->next = ptr->head.next;
		newnode->prev->next = newnode;//头节点的 next 指针设置为指向新节点 newnode
		newnode->next->prev = newnode;//原本在头节点之后的节点的 prev 指针设置为指向新节点 newnode。
	}
	else if(mode == LLIST_BACKWARD)
		{
			newnode->prev = ptr->head.prev;
			newnode->next = &ptr->head;
			newnode->prev->next = newnode;
			newnode->next->prev = newnode;
		}
		else
		{
			return -3;
		}
	return 0;
}
static struct list_node_st * find_(LLIST *ptr, const void *key, llist_cmp *cmp)
{
	struct llist_node_st *cur;
	for(cur = ptr->head.next;cur!=ptr.head;cur=cur->next)
	{
		if(cmp(key,cur->data) == 0)
			break;
	}
	return cur;
}

void *llist_find(LLIST *ptr, const void *key, llist_cmp *cmp)
{
	return find_(ptr,key,cmp)->data;
}
int llist_delete(LLIST *ptr,const void *key,llist_cmp *cmp)
{	
	struct llist_node_st *node;
	node = nodefind_(ptr,key,cmp);
	if(node == &ptr->head)
		return -1;
	node->prev->next = node->next;
	node->next->prev = node->prev;
	free(node->data);
	free(node);
	return 0;
}
int llist_fetch(LLIST *ptr,const void *key,llist_cmp *cmp,void *data)
{
	struct llist_node_st *node;
	node = nodefind_(ptr,key,cmp);
	if(node == &ptr->head)
		return -1;
	node->prev->next = node->next;
	node->next->prev = node->prev;
	if(data!=NULL)
		memcpy(data,node->data,ptr->size);
	free(node->data);
	free(node);
	return 0;
}
void llist_travel(LLIST *ptr,llist_op *op)//需要一个回调函数，需要用户给我传一个函数
{
	struct llist_node_st *cur;
	for(cur = ptr->head.next;cur!=&ptr->head;cur=cur->next)//为了封装成更通用的函数，不知道用户的结构类型，因此需要回调函数，且需要在 .h文件中使用 void 函数声明，且使用typedef重命名 看起来更好一些
		op(cur->data);//借用户之手，把他知道的数据类型打印了出来  具有通用性
	
}
void llist_destroy(LLIST *ptr)
{
	struct llist node_st *cur,*next;
	for(cur= ptr->head.next;cur != &ptr->head;cur= next)
	{
		next = cur->next;
		free(cur->data);
		free(cur);
	}
	free(ptr);
}

main.c


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"llist.h"

#define NAMESIZE	32

struct score_st
{
	int id;
	char name[NAMESIZE];
	int math;
	int chinese;
};

static void print_s(const void *record)
{
	const struct score_st *r = record;
	printf("%d %s %d %d\n",r->id,r->name,r->math,r->chinese);
}

static int id_cmp(const void *key,const void *record)
{
	const int *k = key;
	const struct score_st *r = record;
	return (*k - r->id);

}
static int name_cmp(const void *key,const void *record)
{
	const char *k = key;
	const struct score_st *r = record;
	return strcmp(k,r->name);
}


int main()
{
	int ret,i;
	int id =3;
	LLIST *handler;
	struct score_st tmp;
	handler = llist_create(sizeof(struct score_st));
	if(handler == NULL)
		exit(1);
	for(i =0;i<7;i++)
	{	
		tm.id =i;
		snprintf(tmp.name,NAMESIZE,"std%d",i);
		tmp.math = rand()%100;
		tmp.chinese = rand%()100;
		
		ret = llist_insert(handler,&tmp,LLIST_FORWARD);
		//ret = llist_insert(handler,&tmp,LLIST_BACKWARD);
		if(ret)
			exit(1);
	}
	
	char *del_name = "std6";
	ret = llist_delete(handler,&id,id_cmp);
	//ret = llist_delete(handler,del_name,name_cmp)//如何实现根据任何字段来删除
	if(ret)
		printf("llist_delete failed!\n");
		
	llist_travel(handler,print_s);
	printf("\n\n");
	struct score *data;
	data = llist_find(handler,&id,id_cmp);
	if(data == NULL)
		printf("Can not find!\n");
	else
		printf_s(data);
	llist_destroy(handler);

	exit(0);
}

Makefile

all:llist
llist:llist.o main.o
	$(CC) $^ -o $@
clean:
	rm llist *.o -rf

补充说明

在C语言中，typedef 关键字用于给现有的数据类型定义一个新的名字。你提供的 typedef void llist_op(const void *) 是一个非常有用的技巧，特别是在定义函数指针类型时。我们来详细解释一下这个定义。

解释 typedef void llist_op(const void *)

  1. 原始定义：

    void llist_op(const void *);
    • 这行代码声明了一个函数类型 llist_op，它接受一个 const void * 类型的参数，并且没有返回值（void）。

  2. 使用 typedef：

    typedef void llist_op(const void *);
    • 使用 typedef 后，llist_op 成为了一个新的类型名，可以用来声明这种类型的函数指针。

使用示例

假设你有一个函数，其签名与 llist_op 类型匹配：

void print_data(const void *data) {
    printf("%s\n", (const char *)data);
}

你可以使用 llist_op 类型来声明一个函数指针，并将其指向 print_data 函数：

llist_op *op = print_data;

更深入的例子

在链表操作中，这种用法非常常见。例如，你可能会定义一个链表结构，并使用 llist_op 类型的函数指针来遍历链表并对每个节点进行操作：

typedef struct node {
    void *data;
    struct node *next;
} Node;

typedef struct {
    Node *head;
    llist_op *operation; // 函数指针，用于链表操作
} LinkedList;

void traverse_list(LinkedList *list) {
    Node *current = list->head;
    while (current != NULL) {
        list->operation(current->data); // 使用函数指针执行操作
        current = current->next;
    }
}

在这个例子中，LinkedList 结构包含一个 llist_op 类型的函数指针 operation。当你遍历链表时，可以通过这个指针对每个节点的数据执行特定操作：

int main() {
    LinkedList list;
    list.operation = print_data; // 设置操作函数

    // 假设已经初始化并填充链表
    traverse_list(&list); // 遍历链表并打印每个节点的数据

    return 0;
}

小结

使用 typedef 定义函数指针类型可以使代码更加简洁和可读。通过 typedef void llist_op(const void *);，你可以方便地声明和使用这种函数指针，特别是在需要传递和调用回调函数的场合。这样，你的代码不仅更加易于理解，也更加灵活和模块化。

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