C语言中链表实现的设计

Question

目前我正在为 C 中的常见数据结构创建一个小型库。这主要是为了学习目的，但我确实计划在其他项目中使用这个库，看看它的工作情况以及问题出在哪里.到目前为止，我对哈希和二叉树的实现很满意，但我无法决定链表的设计。

目前实现的所有数据结构都使用void 指针，并且不负责创建或销毁数据，即它们只引用数据。一个设计目标是使它们尽可能通用，以提高可重用性。

关于链表，到目前为止，我发现了三种方法：

1. 专用列表头：列表具有专用列表头，用作抽象数据类型。

2. 仅限节点：与上面的示例类似，但所有函数都在 list_node 上运行。用于GLib。

3. 在有效载荷中：在有效载荷数据中添加list_node 结构，并使用宏计算有效载荷的偏移量。见lists in the linux kernel

4. 编辑 使用宏生成类型列表：使用宏来创建列表结构和函数的特定类型版本。

   1 和 2 的示例：

/* list.h */
typedef struct list_t list;

typedef int (*comparator)(const void* a, const void* b);

list* list_new          (comparator c);
void  list_delete       (list* l);
void  list_insert_after (list* l, uint32_t index, void* data);
void  list_remove       (list* l, void* data);
uint32_t list_size      (list* l);
/* other functions operating on lists */

/* list.c */
#include "list.h"

typedef struct list_node_t {
  struct list_node_t* next;
  struct list_node_t* prev;
  void* data;
} list_node;

struct list_t {
  list_node* begin;
  list_node* end;
  uint32_t   size;
  comparator cmp;
}

现在问题来了：这些方法中哪一种是最通用的？还有其他方法吗？

Answer 1

我更喜欢第二种方法，即仅节点。

它的优点是极其简单，因为大多数列表操作（拆分、推送、弹出、子列表...）的结果本身就是列表。

还请注意，您缺少重要的列表操作，主要是 push() 和 pop()。您应该利用列表允许在 O(1) 中插入的事实。

Answer 2

请注意，您不一定必须使用 void * 指针。 您可以使用宏粘贴技巧为泛型类型安全数据结构生成类型/函数（通过将类型名称附加到类型和函数）。

例如：http://sglib.sourceforge.net/