Question

我正在用C语言重写我几年前学到的所有数据结构，以增加对数据结构和C语言的理解。我正在做的第一个是单链接列表，所以我正在为它们设计一个API。我还没有编写任何实现，但我希望得到一些关于我的函数原型的反馈，以确保我所做的事情是明智和合乎逻辑的。

首先是一些评论：

我希望很多人会为节点结构建议一个typedef，但这是个人决定，我不想输入结构。
我最不确定我对返回类型和值的选择。我有两个函数返回指向已删除节点的数据变量的指针。这些函数从列表中删除节点，保存指向数据的指针，并释放节点。这意味着用户需要释放返回的数据。这是不好的形式？我不确定如何以允许静态返回数据的方式来执行此操作，因为这需要提前知道数据的大小，这会削弱库的有用性。
我想让API支持所有可以通过单链表实现的有用的东西，其中一个是实现堆栈。在单链表上推送/弹出操作困扰我的一件事是，似乎有些人头脑中的概念是推/弹应该只发生在列表的 end 。如果您需要在尾部（结束）执行推/弹操作，则堆栈作为后进/先出机制（LIFO）不适用于单链接列表。这显然是因为使用尾部而不是列表的头部效率非常低，因为只能通过遍历列表来到达最后一个元素。下面的push / pop函数模仿堆栈的行为，但操作发生在列表的前面。这是一个糟糕的设计吗？

以下是包含元素的列表示例：

[SENTINEL] - GT; [0] - ＆GT; [1] - ＆GT; [2] - ＆GT; [3] - ＆GT; NULL

每个节点都是struct node类型。 struct node是一个带有数据和下一个字段的结构：

struct node {
    void *data;
    struct node *next;
}

此实现将使用sentinel节点来简化边界条件。每个列表都有一个标记节点，位于列表的前面。

空列表包含一个指向null的sentinel节点，如下所示： [SENTINEL] - GT; NULL

列表的结构为struct sllist。 struct sllist有一个sentinel字段，其中包含指向sentinel节点的指针：

struct sllist {
    struct node *sentinel;
}

最后，这是一个操作列表及其相关的函数原型（带描述）：

    //create new list:
    struct *sllist new_sllist();
            //Returns a pointer to a new, empty sllist.

    //destroy list:
    void destroy_sllist(struct sllist *sllist); 
            //Frees the memory of the list struct and all associated nodes.

    //insert after node:    
    int sllist_insert_after(struct sllist *sllist, struct *node, void *data); 
            //Adds a node after the passed node.
            //If allocation fails, returns -1, otherwise returns 0.

    //prepend node to the list:
    int sllist_push(struct sllist *sllist, void *data);
            //Adds a node to the front of the list. If allocation fails, returns -1, otherwise returns 0.
            //Note that the front of the list is defined to be the first node after the sentinel node.

    //extract after node:   
    void* sllist_extract_after(struct sllist *sllist, struct node *node);
            //Removes a node from the linked list, save a pointer to the data, free the node 
            //(but do not the data itself), and return a pointer to the data so that it can be used. 
            //If the node doesn't exist in the list, returns NULL.

    //extract first node:
    void* sllist_pop(struct sllist *sllist);
            //Same as extract after node, but restricted to the first node (first node after sentinel.)
            //Analogous to sllist_push(), the name sllist_pop suggests usage as a stack.

    //destroy after node:
    void sllist_destroy_after(struct sllist *sllist, struct node *node);
            //Removes from the list the node after the passed node and frees all associated memory.

如果有什么东西看起来不合时宜，很奇怪或设计不合理，请告诉我。

Answer 1

链表通常是更高级数据结构的实现细节，即队列，列表，堆栈等......所以，我确保实现每个所需的所有操作。 push_back，push_front，pop_front，pop_back，front，back，当然还有随机访问权限。

对于有效负载，用户应负责分配和解除分配。毕竟，他们可能正在向堆栈上的内存传递一个指针，你当然不希望释放那个内存。另一种方法是在插入时制作有效载荷的副本（即memcpy），然后你可以确保你的内存在弹出时释放，并且你不会对用户造成任何意外行为：这是以牺牲但是数据的线性副本。

此外，您可能会发现将链接列表修改为以下内容很有帮助：

struct sllist {
struct node *head;
struct node *tail;
struct node *current;
unsigned size;
}

在C中为单链表API设计函数原型

1 个答案: