摘要:
本文的第[一,二]系列主题虽然是链表操作,内容还是指针的操作,本文通过链表实例来阐述下指针操作。不仅仅涉及到数据节点指针,也还涉及到函数指针,最后还涉及基于指针的函数体优化。
正文:
本文主要阐述链表中的节点删除操作,并且在删除过程中使用回调函数。回调函数本身也很简单,就是判断当前节点中数据的奇性或者偶性,来判断是否删除该数据节点。
#include "stdafx.h" #include <memory> typedef struct node{ int value; node* next; }node; typedef bool (* condValid) (node* stu); bool pickEven(node* n) { if((n->value) % 2 == 0) return true; return false; } bool pickOdd(node* n) { if((n->value) % 2 == 1) return true; return false; } node* addNode(node* head, int value) { if(head != NULL) { node* n = new node(); n->value = value; n->next = head->next; head->next = n; }else{ head = new node(); head->next = NULL; head->value = value; } return head; } node* delNode(node* head, condValid validRemove) { node* prev; node* cur; for(prev = NULL, cur = head; cur; ){ node* const next = cur->next; if(validRemove(cur)){ if(prev){ prev->next = next; }else{ head = next; } free(cur); }else{ prev = cur; } cur = next; } return head; } void showList(node* head) { for(;head; head=head->next) printf("%d ", head->value); printf("\n"); } void testAdd() { node* head = NULL; head = addNode(head, 2); head = addNode(head, 3); head = addNode(head, 5); head = addNode(head, 6); showList(head); //it should show 2, 6, 5, 3; } void testDel() { node* head = NULL; head = addNode(head, 2); head = addNode(head, 3); head = addNode(head, 5); head = addNode(head, 6); showList(head); //it should show 2, 6, 5, 3; node* head1 = delNode(head,pickEven); printf("after delNode using isEvenSel:\n"); showList(head1); //it should show 5, 3; node* head2 = delNode(head1, pickOdd); printf("after delNode using isOddSel:\n"); showList(head2); //it shoud show nothing. } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { //testAdd(); testDel(); getchar(); return 0; }</span>
上面的delNode函数需要注意的是在for语句中:1.for(prev = NULL, cur= head; cur; ){后面并没有马上跟上常见的cur=cur->next;2. 在循环内部一开始就采用将cur->next保存下来;1和2的原因都在于cur当前节点可能在循环中被删除。上述的delNode的唯一不足在于,每次需要返回head节点;如何做到不用返回变更后的head值呢?很直接的我们会想到指针。于是,我们将head的地址作为参数传入,具体的代码如下:
void delNode2(node** head, condValid validRemove) { node** cur; node* entry; for(cur=head;*cur; ){ entry = *cur; if(validRemove(entry)){ *cur = entry->next; free(entry); }else{ cur = &entry->next; } } } void testDel2() { node* head = NULL; head = addNode(head, 2); head = addNode(head, 3); head = addNode(head, 5); head = addNode(head, 6); showList(head); //it should show 2, 6, 5, 3; delNode2(&head,pickOdd); showList(head); //it should shoe 2, 6; }
上述代码的关键在于*cur = entry->next是覆盖,而cur=&entry->next则是移动,具体的流程可以参照下图:
上图有四个数据节点:a1, a2, a3, a4;假设我们要删除其中的a1和a3,在每个步骤中所导致的cur的*cur的变化过程。
下面我们再来看个基于指针的优化,所摘的代码来源于linux2.6早期版本的网络部分,此处不需要理解代码背后的网络原理,只需要就代码论代码就可以说明白其中所包含的优化原理,那么首先来看下面的示例代码(linux中原代码的简化实现):
for (ptype = ptype_base; ptype != NULL; ptype = ptype->next) { if ((ptype->type == type || ptype->type == htons(ETH_P_ALL)) && (!ptype->dev || ptype->dev==skb->dev)){ struct sk_buff *skb2; skb2=skb_clone(skb, GFP_ATOMIC); if(skb2) ptype ->func(skb2, skb->dev, ptype); } } kfree_skb(skb, FREE_WRITE);
光从代码的表面可以理解,其主要的目的是遍历某个链表,找出其中满足条件的节点进行深度拷贝(skb_clone),将拷贝后的节点作相应的处理,最后再将原始节点skb释放掉;上述代码的主要问题在于skb_clone操作是非常费时的,那有没有办法可以减少clone操作次数呢?可以利用的就是skb,假设这里要拷贝10次,那么最后一次就可以认为是不必要的,可以直接利用skb,因为反正不用白不用,马上skb就会被kfree_skb函数销毁;即使用了,因为skb不会再用作拷贝的原型(最后一次),所以直接利用skb进行ptype->func()操作是合理的。问题是如何免除最后一次的skb2拷贝,直接用skb来实现ptype->func()操作呢?参考linux社区中内核黑客的解决方案:通过增加额外的局部变量,实现延迟type->func()的处理。
修改1: 增加用于暂存ptype的局部变量:pt_prev = NULL;
修改2:对for循环中的if语句进行相应的修改:
if(pt_prev) { struct sk_buff *skb2; skb2=skb_clone(skb, GFP_ATOMIC); if(skb2) pt_prev ->func(skb2, skb->dev,pt_prev); } pt_prev = ptype;
修改3:在退出for循环后,处理掉最后的一个ptype:
<span style="font-size:14px;">if(pt_prev) pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev); else kfree_skb(skb, FREE_WRITE);</span>
整合上述的代码修改,最后可以得到:
pt_prev = NULL; for (ptype = ptype_base; ptype != NULL; ptype = ptype->next) { if ((ptype->type == type || ptype->type == htons(ETH_P_ALL)) && (!ptype->dev || ptype->dev==skb->dev)) { if(pt_prev) { <span style="white-space:pre"> </span>struct sk_buff *skb2; skb2=skb_clone(skb, GFP_ATOMIC); if(skb2) pt_prev ->func(skb2, skb->dev, pt_prev); } pt_prev = ptype; } }//end of loop; if(pt_prev) pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev); else kfree_skb(skb, FREE_WRITE);
启发:
1. 上述代码中展示一种延迟处理的代码技巧,虽然扣出性能,但是程序的实现复杂度提升,代码不容易读懂;
2. 由于操作系统优化的需要,linux实现中肯定包含很多上述的代码优化措施,作为学习者需要有一定的代码简化能力和思考追问能力;
参考资料:
http://coolshell.cn/articles/8990.html
http://coolshell.cn/articles/9859.html