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高效解耦：自定义内核链表实现指南（简化版）

news 2025/8/14 21:56:07

文件结构

文件结构如下：

- kernelList.h // 通用链表节点定义及核心操作（不含Data）
- kernelList.c // 通用链表操作实现（不含Data依赖）
- data.h // Data结构定义及相关操作声明
- data.c // Data结构相关操作实现
- main.c // 测试代码（调用拆分后的接口）

具体实现

1. kernelList.h（通用链表模块，移除 Data 依赖）

仅保留链表节点（ ListNode ）及通用操作，不涉及 Data 结构：

#ifndef KERNELLIST_H
#define KERNELLIST_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 通用链表节点（仅含前驱和后继指针，与用户数据解耦）
typedef struct list_node 
{struct list_node *prev; // 前驱指针struct list_node *next; // 后继指针
} ListNode;
// 初始化链表节点（前后指针指向自身）
static inline void list_init(ListNode *n) 
{n->prev = n;n->next = n;
}
// 头插法：在head后插入新节点
static inline void list_add_head(ListNode *head, ListNode *new_node) 
{new_node->next = head->next;new_node->prev = head;head->next->prev = new_node;head->next = new_node;
}
// 尾插法：在head前插入新节点（尾部）
static inline void list_add_tail(ListNode *head, ListNode *new_node) 
{new_node->prev = head->prev;new_node->next = head;head->prev->next = new_node;head->prev = new_node;
}
// 从链表中删除节点
static inline void list_del(ListNode *n) 
{n->prev->next = n->next;n->next->prev = n->prev;
}
#endif

2. kernelList.c（通用链表操作实现，无 Data 依赖）

仅实现 kernelList.h 中声明的通用操作（本示例中均为 static inline 函数，无需额外实现，故文件可空或仅保留说明）：

#include "kernelList.h"

3. data.h（Data 结构定义及相关操作）

独立定义 Data 结构（嵌入 ListNode ），并声明 Data 相关操作：

#ifndef DATA_H
#define DATA_H
#include "kernelList.h"
#include <stddef.h> // 用于offsetof
// 用户数据结构（嵌入链表节点）
typedef struct 
{int data; // 实际存储的数据ListNode node; // 嵌入通用链表节点
} Data;
// 从链表节点反向获取Data（核心：通过节点找数据）
#define get_data(n) (Data*)((char*)(n) - offsetof(Data, node))
// 创建Data节点（分配内存并初始化）
Data* create_data(int value);
// 遍历并打印Data链表
void data_show(ListNode *head);
// 根据数据值查找Data节点
Data* data_find(ListNode *head, int value);
// 销毁Data链表（释放所有节点）
void data_destroy(ListNode *head);
#endif

4. data.c（Data 相关操作实现）

实现 data.h 中声明的操作，依赖通用链表接口但不侵入链表模块：

#include "data.h"
// 创建Data节点（初始化数据和链表节点）
Data* create_data(int value) 
{Data *d = (Data*)malloc(sizeof(Data));if (!d) return NULL;d->data = value;list_init(&d->node); // 调用通用链表初始化return d;
}
// 遍历并打印Data链表
void data_show(ListNode *head) 
{ListNode *p = head->next; // 从head下一个节点开始printf("链表数据：");while (p != head) { // 回到head时结束Data *d = get_data(p); // 通过节点获取Dataprintf("%d ", d->data);p = p->next;}printf("\n");
}
// 根据数据值查找Data节点
Data* data_find(ListNode *head, int value) 
{ListNode *p = head->next;while (p != head) {Data *d = get_data(p);if (d->data == value) {return d; // 找到返回Data}p = p->next;}return NULL; // 未找到
}
// 销毁Data链表（释放所有节点）
void data_destroy(ListNode *head) 
{ListNode *p = head->next;while (p != head) {ListNode *temp = p;p = p->next;free(get_data(temp)); // 释放Data节点}list_init(head); // 重置头节点
}

5. main.c（测试代码，调用拆分后接口）

调整为使用 data.h 和通用链表接口：

#include "data.h" // 包含Data相关接口
#include "kernelList.h" // 包含通用链表接口
int main(int argc, char *argv[]) 
{// 定义头节点（哨兵，不存数据）ListNode head;list_init(&head); // 调用通用链表初始化// 1. 插入数据Data *d1 = create_data(111);list_add_tail(&head, &d1->node); // 尾插（通用接口）Data *d2 = create_data(222);list_add_head(&head, &d2->node); // 头插（通用接口）Data *d3 = create_data(333);list_add_head(&head, &d3->node); // 头插（通用接口）// 2. 打印链表（Data专属操作）data_show(&head); // 输出：333 222 111// 3. 查找数据（Data专属操作）Data *found = data_find(&head, 222);if (found) printf("找到数据：%d\n", found->data); // 输出：找到数据：222// 4. 删除数据if (found) {list_del(&found->node); // 通用删除接口free(found); // 释放Data}data_show(&head); // 输出：333 111// 5. 销毁链表（Data专属操作）data_destroy(&head);return 0;
}