Linux环境编程哈希链表结构 hlist 介绍与用例

hlist原本是定义在内核list.h里面的结构体，主要用在解决哈希表冲突时使用链接(chaining)方法时候用到的结构体。结构体定义简单、相关的接口也比较丰富，可以直接拿到用户层使用。最常见的一种使用场景如下图：

htable是hash数组，每个数组元素是一个hlist_head结构体。当多个结点的hash key值相同时，直接添加在对应的结点链表里就可以了。下面介绍相关数据结构和操作接口使用。

链表头和结点的结构体定义：

/* 链表头 */
struct hlist_head {struct hlist_node *first;
};/* 链表结点，具体的数据结构体只需要包含这个结构体就可以了 */
struct hlist_node {struct hlist_node *next, **pprev;
};

链表头和结点使用前需要初始化：

//hlist_head 初始化
#define HLIST_HEAD_INIT { .first = NULL }    //静态初始化
#define HLIST_HEAD(name) struct hlist_head name = {  .first = NULL }
#define INIT_HLIST_HEAD(ptr) ((ptr)->first = NULL) //动态初始化//hlist_node 初始化
static inline void INIT_HLIST_NODE(struct hlist_node *h)
{h->next = NULL;h->pprev = NULL;
}

常用接口包括添加、删除和修改：

//添加结点至链表首部
static inline void hlist_add_head(struct hlist_node *n, struct hlist_head *h)；

//删除前有判断
static inline void hlist_del_init(struct hlist_node *n)；

//判断链表头是否为空，是的话返回1
static inline int hlist_empty(const struct hlist_head *h)；

//遍历结点
hlist_for_each(pos, head) //遍历结点过程中有删除结点操作使用这个接口
hlist_for_each_safe(pos, n, head)

//遍历获取结点里的数据
hlist_for_each_entry(tpos, pos, head, member)

//遍历结点过程中有删除结点操作使用这个接口

hlist_for_each_entry_safe(tpos, pos, n, head, member)

假设结点结构体定义如下;

//结点结构体
struct hdata_node {unsigned int data;struct hlist_node list;
};

下面是一个小李子，采用除法散列法计算hash值，结点定义如上，包含添加、删除和查询操作。

/**  Description : linux应用层编程之哈希链表hlist的使用*  Date        ：20180713*  Author      ：fuyuande*  Mail        : mrsonko@126.com**/#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>#include "hlistdemo.h"#define log(fmt, arg...) printf(""fmt,##arg)
#define MAX_ADDR 256void main(int argc, char **argv){struct hlist_head htable[MAX_ADDR];     //hash数组struct hdata_node *hnode = NULL;struct hlist_node *hlist = NULL, *n = NULL;int i = 0, quit = 1, opt = 0, key;unsigned int data;/* hlist_head 动态初始化 */for(i = 0; i < MAX_ADDR; i++)        //hash数组动态初始化INIT_HLIST_HEAD(&htable[i]);log("*********************\n\n""input options:\n""1: insert\n"           //插入"2: serach\n"           //查询"3: delete\n"           //删除"0: quit\n""\n*********************\n");  while(quit != 0){log("\ninput options:");scanf("%d",  &opt);switch(opt){//插入case  1://分配结点hnode = calloc(1, sizeof(struct hdata_node));if(!hnode){log("insert fail \n");break;}//hlist_node 结点初始化INIT_HLIST_NODE(&hnode->list);log("\ninput data:");scanf("%d",  &hnode->data);key = hnode->data % MAX_ADDR;//添加到链表首部hlist_add_head(&hnode->list, &htable[key]);break;//查询case  2:log("\ninput data:");scanf("%d",  &data);         key = data % MAX_ADDR;if(hlist_empty(&htable[key]))log("data not exist \n");else{//遍历对应的槽位，匹配值就打印hlist_for_each_entry(hnode, hlist, &htable[key], list){if(hnode->data == data)log("find data : %u \n", hnode->data);}}                break;//删除case  3:log("\ninput data:");scanf("%d",  &data);         key = data % MAX_ADDR;if(hlist_empty(&htable[key]))log("data not exist ，delete fail \n");else{//遍历对应的槽，匹配值就删除hlist_for_each_entry_safe(hnode, hlist, n, &htable[key], list){if(hnode->data == data){hlist_del(&hnode->list);break;}}}                            log("delete fail\n");                break;case 0:quit = 0;break;default:log("unrecognized option!");break;                }}//退出程序前释放资源for(i=0; i < MAX_ADDR; i++){//遍历每一个槽，有结点就删除hlist_for_each_entry_safe(hnode, hlist, n, &htable[i], list){           hlist_del(&hnode->list); log("delete %u \n", hnode->data);free(hnode);hnode = NULL;}}log("exit\n");
}

代码放在：git@github.com:FuYuanDe/hlist_demo.git

git clone之后直接make运行。

またね！

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