Redis底层数据结构-双向链表

链表提供了高效的节点重排能力，以及顺序性的节点访问方式，并且可以通过增删节点来灵活地调整链表的长度。C语言并没有内置这种数据结构，独立实现。

实现

节点结构adlist.h/listNode

typedef struct listNode {// 前置节点struct listNode *prev;// 后置节点struct listNode *next;// 节点的值void *value;} listNode;

多个 listNode 可以通过 prev 和 next 指针组成双端链表

虽然仅仅使用多个listNode结构就可以组成链表，但使用adlist.h/list来持有链表的话，操作起来会更方便：

typedef struct list {// 表头节点，头指针listNode *head;// 表尾节点，尾指针listNode *tail;// 链表所包含的节点数量，链表长度计数器unsigned long len;// 节点值复制函数void *(*dup)(void *ptr);// 节点值释放函数void (*free)(void *ptr);// 节点值对比函数int (*match)(void *ptr, void *key);} list;

list 结构为链表提供了表头指针 head 、表尾指针 tail ，以及链表长度计数器 len ，而 dup 、 free 和 match 成员则是用于实现多态链表所需的类型特定函数：

dup 函数用于复制链表节点所保存的值；
free 函数用于释放链表节点所保存的值；
match 函数则用于对比链表节点所保存的值和另一个输入值是否相等。

特点

双端：链表节点带有 prev 和 next 指针，获取某个节点的前置节点和后置节点的复杂度都是 O(1) 。
无环：表头节点的 prev 指针和表尾节点的 next 指针都指向 NULL ，对链表的访问以 NULL 为终点。
带表头指针和表尾指针：通过 list 结构的 head 指针和 tail 指针，程序获取链表的表头节点和表尾节点的复杂度为 O(1) 。
带链表长度计数器：程序使用 list 结构的 len 属性来对 list 持有的链表节点进行计数，程序获取链表中节点数量的复杂度为 O(1) 。
多态：链表节点使用 void* 指针来保存节点值，并且可以通过 list 结构的 dup 、 free 、 match 三个属性为节点值设置类型特定函数，所以链表可以用于保存各种不同类型的值。

缺点

链表的附加空间相对太高，prev 和 next 指针就要占去 16 个字节 (64bit 系统的指针是 8 个字节)
另外每个节点的内存都是单独分配，会加剧内存的碎片化，影响内存管理效率。

API

adlist.h
adlist.c

函数	作用	时间复杂度
`listSetDupMethod`	将给定的函数设置为链表的节点值复制函数。	O(1) 。
`listGetDupMethod`	返回链表当前正在使用的节点值复制函数。	复制函数可以通过链表的 `dup` 属性直接获得， O(1)
`listSetFreeMethod`	将给定的函数设置为链表的节点值释放函数。	O(1) 。
`listGetFree`	返回链表当前正在使用的节点值释放函数。	释放函数可以通过链表的 `free` 属性直接获得， O(1)
`listSetMatchMethod`	将给定的函数设置为链表的节点值对比函数。	O(1)
`listGetMatchMethod`	返回链表当前正在使用的节点值对比函数。	对比函数可以通过链表的 `match` 属性直接获得， O(1)
`listLength`	返回链表的长度（包含了多少个节点）。	链表长度可以通过链表的 `len` 属性直接获得， O(1) 。
`listFirst`	返回链表的表头节点。	表头节点可以通过链表的 `head` 属性直接获得， O(1) 。
`listLast`	返回链表的表尾节点。	表尾节点可以通过链表的 `tail` 属性直接获得， O(1) 。
`listPrevNode`	返回给定节点的前置节点。	前置节点可以通过节点的 `prev` 属性直接获得， O(1) 。
`listNextNode`	返回给定节点的后置节点。	后置节点可以通过节点的 `next` 属性直接获得， O(1) 。
`listNodeValue`	返回给定节点目前正在保存的值。	节点值可以通过节点的 `value` 属性直接获得， O(1) 。
`listCreate`	创建一个不包含任何节点的新链表。	O(1)
`listAddNodeHead`	将一个包含给定值的新节点添加到给定链表的表头。	O(1)
`listAddNodeTail`	将一个包含给定值的新节点添加到给定链表的表尾。	O(1)
`listInsertNode`	将一个包含给定值的新节点添加到给定节点的之前或者之后。	O(1)
`listSearchKey`	查找并返回链表中包含给定值的节点。	O(N) ， `N` 为链表长度。
`listIndex`	返回链表在给定索引上的节点。	O(N) ， `N` 为链表长度。
`listDelNode`	从链表中删除给定节点。	O(1) 。
`listRotate`	将链表的表尾节点弹出，然后将被弹出的节点插入到链表的表头，成为新的表头节点。	O(1)
`listDup`	复制一个给定链表的副本。	O(N) ， `N` 为链表长度。
`listRelease`	释放给定链表，以及链表中的所有节点。	O(N) ， `N` 为链表长度。