不同节点类型的泛化链表

Question

我有两种或多种不同类型的结构，它们使用它们自己类型的节点的链表，我注意到检索、删除、插入和检查节点是否存在的代码在所有结构中都是相同的当代码被重复时。有没有更好的办法？

猫屋

typedef struct Cat Cat;
struct Cat {};

typedef struct CatNode CatNode;
struct CatNode {
    char *name;
    Cat *cat;
    CatNode *next;
};

typedef struct CatHouse CatHouse;
struct CatHouse {
    CatNode *cats;
    Proxy *(*getCat)(const CatHouse *self, const char *name);
    bool (*hasCat)(const CatHouse *self, const char *name);
    Proxy *(*remove)(CatHouse *self, const char *name);
};

狗屋

typedef struct Dog Dog;
struct Dog {};

typedef struct DogNode DogNode;
struct DogNode {
    char *name;
    Dog *dog;
    DogNode *next;
};

typedef struct DogHouse DogHouse;
struct DogHouse {
    DogNode *dogs;
    Dog *(*getDog)(const DogHouse *self, const char *name);
    bool (*hasDog)(const DogHouse *self, const char *name);
    Dog *(*remove)(DogHouse *self, const char *name);
};

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这是在两个实体中重复的部分实现。

如果重复是如何完成的，我很好，我也想知道如何在商业项目中处理链表，因为它们有多个实体结构，每个都有自己的链表，而且可能不止一个？

static bool hasCat(const Cat *self, const char *name) {
    CatNode *cursor = self->cats;
    while (cursor != NULL && strcmp(cursor->name, name) != 0)
        cursor = cursor->next;
    return cursor != NULL;
}


static bool hasDog(const Dog *self, const char *name) {
    DogNode *cursor = self->dogs;
    while (cursor != NULL && strcmp(cursor->name, name) != 0)
        cursor = cursor->next;
    return cursor != NULL;
}

除了类型不同之外，其余的功能也类似地重复。

Answer 1

你可以使用 C 的泛型来获得一个可以容纳任何你想要的东西的链表。

一种方法是这样的：

typedef struct link {
    void        *data;
    struct link *previous;
    struct link *next;
} link_s;

typedef struct list {
    link_s *head;
    link_s *tail;
    size_t nbLink;

    /* function pointer */
    int    (*Data_Compare)(const void *data1, const void *data2);
    void   (*Data_Destructor)(void *data);
} list_s;

然后，您必须提供一个函数，用于知道哪些“数据”低于、等于或优于另一个（Data_Compare 函数指针，作用类似于 strcmp），并且您可以提供一个函数来“销毁”您的数据（例如，您进行了内存分配）。

之后，您可以将“数据”作为“猫”和“狗”结构的并集，从而允许一个链表容纳所有，或者您可以只有两个链表，一个用于“ cat”，另一个用于“dog”（请注意为两者提供良好的 Data_Compare）。

在我的实现中，我提供了以下函数来操作 list_s ：

void List_Constructor(list_s *self, int (*Data_Compare)(const void *data1, const void *data2), void (*Data_Destructor)(void *data));
void List_Destructor(list_s *self);

bool List_Add(list_s *self, void *data);

void *List_RemoveByLink(list_s *self, link_s *link);
void *List_RemoveByData(list_s *self, void *data);
void *List_RemoveByCondition(list_s *self, bool (*Data_Condition)(const void *data));

void List_DestroyByLink(list_s *self, link_s *link);
/* Delete all the link corresponding to data */
void List_DestroyByData(list_s *self, void *data);
/* Delete all the link which condition is true */
void List_DestroyByCondition(list_s *self, bool (*Data_Condition)(const void *data));

void List_Sort(list_s *self);
void List_Merge(list_s *to, list_s *from);
void List_Reverse(list_s *self);

编辑：

为了在下面的例子中拥有线程安全功能，你可以做这样的事情：

typedef struct ts_list {
  list_s          list;
  pthread_mutex_t mutex;
} ts_list_s;

void TsList_Constructor(ts_list_s *self, int (*Data_Compare)(const void *data1, const void *data2), void (*Data_Destructor)(void *data));
void TsList_Destructor(ts_list_s *self);

bool TsList_Add(ts_list_s *self, void *data);

void *TsList_RemoveByLink(ts_list_s *self, link_s *link);
void *TsList_RemoveByData(ts_list_s *self, void *data);
void *TsList_RemoveByCondition(ts_list_s *self, bool (*Data_Condition)(const void *data));

void TsList_DestroyByLink(ts_list_s *self, link_s *link);
void TsList_DestroyByData(ts_list_s *self, void *data);
void TsList_DestroyByCondition(ts_list_s *self, bool (*Data_Condition)(const void *data));

void TsList_Sort(ts_list_s *self);
void TsList_Merge(ts_list_s *to, ts_list_s *from);
void TsList_Reverse(ts_list_s *self);

// Addtionnal function, for comfort
bool TsList_LockMutex(ts_list_s *self);
bool TsList_UnlockMutex(ts_list_s *self);

所有 TsList_* 函数看起来像：

bool TsList_Add(ts_list_s *self, void *data)
{
  bool returnFunction;

  if (!TsList_LockMutex(self)) {
    return (false);
  }

  returnFunction = List_Add(&self->list, data);

  if (!TsList_UnlockMutex(self)) {
    // Big critical log, because from this point, there will be deadlock
  }
  return (returnFunction);
}

当然，您必须非常警惕死锁，尤其是使用“List_Merge”功能，因为您必须在合并之前锁定两个列表。