Question

代码在C中。我有两种类型的对象（structs），它们具有父子关系，一种父类型可以有0或更多子类型，一个孩子可以'有自己的孩子。我需要O(1)父查找（通过uID结构成员）和子查找（也通过uID结构成员），而不知道谁是其父级。一旦我有一个指向父母的指针，我希望能够遍历其子代。当我有一个指向孩子的指针时，我希望能够知道谁是其父母。在程序执行期间，可以删除或插入任何子项或任何父项，并且子项可以更改其父项。删除父项后，也应删除其子项。所有这一切都应该在多线程环境中完成，所以我需要线程安全读取（我将使用只读锁进行密钥搜索，并使用读写锁进行插入/删除/重新父进程）。你会推荐什么数据结构？

添加了：

目前我正在尝试使用uthash库（http://uthash.sourceforge.net/）来实现它：

struct parent
{
    uint64_t uid;
    time_t mtime;
    struct ldata data;
    struct child *first_child;
    UT_hash_handle hh;
};

struct child
{
    uint64_t uid;
    time_t mtime;
    struct ldata data;
    struct parent *parent;
    UT_hash_handle hh;
};

struct parent *parents_list = NULL;
struct child *children_list = NULL;

问题是当一个新的孩子到来时，它最终会在尾巴处与其“兄弟”无关。

Answer 1

怎么样：

父母的哈希表。
儿童的单独哈希表。
每个孩子与其父母的链接。
每个孩子与其下一个和上一个兄弟姐妹（双链表）的链接。
每个父母与其第一个孩子的链接。

哈希表可能不是完全O（1）查找，但它们将很接近。您可以使用现有的，精心打磨的库。

就线程安全性而言，您可以为两个哈希（用于项目插入/删除）以及每个父项中的互斥锁提供互斥锁，以用于操作它或其任何子项时。当然要注意僵局：例如：如果更改孩子的父母需要同时锁定新父母和新父母，请确保以一致的顺序执行这些父母！

当然，找到无锁结构会更好，但我不能在那里建议你，除了研究，看看你是否能找到任何合适的结构。

Answer 2

如果我理解正确：

struct child;  /* Forward declaration */

struct parent {
    int child_count;
    /* Other info */
    struct child child[];  /* Flex array, must be the last field */
};

struct child {
    struct parent *parent;
    /* Other info */
};

struct parent *parent_registry;  /* Array of parents, index is the ID */
struct child *child_registry;  /* Array of children, index is the ID */

也许它太简单了，特别是在重新定位时，你必须移动数组切片，但这可能是一个好的开始。或者您可以预先分配（即分摊分配）并将所有可用数组位置链接在一起（通过数组索引）以最小化内存移动。

请提供我应该使用哪种数据结构的建议

2 个答案: