为什么 sys/queue.h 中的双向链表会维护前一个下一个元素的地址？答案

【问题标题】：Why does the doubly linked list in sys/queue.h maintain the address of previous next element?为什么 sys/queue.h 中的双向链表会维护前一个下一个元素的地址？
【发布时间】：2013-05-02 16:17:53
【问题描述】：

我正在从 FreeBSD 学习 sys/queue.h，我有一个问题：

在sys/queue.h中，LIST_ENTRY定义如下：

#define LIST_ENTRY(type)                        \
struct {                                \
    struct type *le_next;   /* next element */          \
    struct type **le_prev;  /* address of previous next element */  \
}

为什么它维护前一个元素的地址（struct type **le_prev）而不是像struct type *le_prev那样简单的previous elment？

【问题讨论】：

标签： c struct queue doubly-linked-list bsd

【解决方案1】：

如果您从头开始阅读 queue.h 文件，您可以有以下评论：

 * A list is headed by a single forward pointer (or an array of forward
 * pointers for a hash table header). The elements are doubly linked
 * so that an arbitrary element can be removed without a need to
 * traverse the list. New elements can be added to the list before
 * or after an existing element or at the head of the list. A list
 * may only be traversed in the forward direction.

so 列表，它提供 O(1) 的插入和删除，但只能向前遍历。为此，您只需要引用先前的 next 指针，这正是实施。

【讨论】：

你的意思是说这个实现是为了防止后向遍历以及获得O(1)的插入和删除？
@YanzheChen 使用单指针时（线性）列表操作的复杂性不会改变，并且双指针不会阻止向后遍历。我认为，重要的部分是“或一组前向指针”；当有这样一个（散列）表时，当存储前一个指针的地址时，删除会更便宜。
@ensc 我读了这个post，明白如果不是尾节点，单链表中的删除可以在O(1)中实现。但是为什么双指针 not 会阻止向后遍历呢？如何执行反向遍历？我也不明白你提到的重要部分。你能详细解释一下吗？
@YanzheChen 向后遍历将是n = container_of(*n->le_prev, type, le_next)。 重要部分适用于列表的第一个元素（根）是特殊的情况；一个典型的例子是哈希树的根，它由指向列表的链接数组组成。在这里，您不能取消引用锚（您不知道数组中的索引），因此必须使用双指针。
我认为这个答案更好地解释了它：stackoverflow.com/questions/3058592/…

【解决方案2】：

让我试着解释一下。实际上，**le_prev* 提供了将 sys/queue.h 定义的列表到 insert_before 的能力，而 forward-list 不能。与insert_before相比，insert_after在forward-list或list中都可以很好地实现。所以列表更实用。

insert_before(entry* list_elem, entry* elem, type val)
{
    elem->next = list_elem;
    *(list->prev) = elem;
    elem->prev = *(list->prev);
    list_elem->prev = elem->next;
}
insert_after(entry* list_elem, entry* elem, type val)
{
    if( ((elem)->next= (list_elem)->next) != NULL ) {
        (elem_list)->next->prev = &(elem)->next;
    }
    (list_elem)->next =  elem;
    elem->prev =  &(list_elem)->next;
}

【讨论】：