链表的新写法

链表的新奇写法

我以前写链表的时候总是习惯这样写：

struct Example {
    int e;
    double d;
};

struct list_node {
    struct list_node* prev;
    struct Example* data;
    struct list_node* next;
};

不知道有没有人和我一样。这种方式写链表，我们可以根据链表头很快找到某个data，但是无法根据一个data 找到这个链表。

但是最近发现了另一种方式写链表，可以使得两种被双向找到。

struct Example {
    int e;
    double d;
    struct list_node* list;
};

struct list_node {
    struct list_node* prev;
    struct list_node* next;
};

显然，要根据一个 struct Example 找到整条链表是非常容易的。那要怎么根据一个链表结点找到其所属的 struct Example 呢？

答案是根据结构体内的各个成员的偏移量，我们知道一个链表结点的地址 node ，那么只要用这个地址减去其在结构体内的偏移量不就是 struct Example 的地址了吗？

因此我们可以定义一个宏函数：

    ((type*)((char*)ptr - OFFSETOF(type, member)))

这个宏函数的三个参数分别表示链表结点的指针，相应的要找到的结构体类型，这里是 struct Example，以及链表结点在该结构体中的名字。

OFFSETOF 同样是一个宏函数，其返回一个 type 的成员变量 member 在其内的偏移量。

其定义为：

#define OFFSETOF(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

这里的知识点是常量0的指针地址为0, 因此将0转换为 TYPE 指针类型后，结构体的开始地址为0，其对应 MEMBER 的地址自然就是其在该结构体内的偏移量了。

通过这个宏函数，我们就可以这样找到相应的结构体了：

struct list_node* node;
struct Example* e = CONTAINER_OF(node, struct Example, list);

这样虽然并不能节省空间，但是链表与其对应的结构体绑定更加紧密了。

并且可以通过在结构体内添加多个 listnode 字段的方式，可以将一个结构体实例挂接到多个不同的链表上，使用另外一种的链表实现方式则难以实现这一点。

我看到很多开源项目（比如KCP）如果有链表数据结构的话都倾向于这种写法，说明还是有其优势的。