不同类型的链表
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文章目录
- 不同类型的链表
- 概述
- 1. 数据类型识别
- 1.1 TLV格式介绍
- 1.2 结构体分层定义
- 1.3 定义抽象数据类型
- 2. 链表定义
- 2.1 数据节点定义
- 2.2 链表类型定义
- 节点解析
- 链表遍历
- 多级树链表
- 总结
- 结尾
概述
在实际使用中，会存在不同的数据类型，有基本类型，有自定义的结构体的复杂类型。
当这么丰富的数据出现时，只能记录到动态扩展的链表中，同时还能够查找，并按正确的类型取出。
本节就来介绍，在同一个链表中如何记录如此丰富的数据资源，分别从
- 数据类型识别;
- 链表的定义;
- 节点解析;
- 链表遍历
四个方面来展开介绍。
1. 数据类型识别
要识别出不同的数据类型，这里介绍一种数据结构的定义格式TLV。
1.1 TLV格式介绍
TLV（tag-length-value）是一种用于以结构化方式表示数据的二进制格式。TLV在计算机网络协议、智能卡应用以及其他数据交换场景中经常被使用。TLV由以下三部分组成：
-
标签（Tag）：唯一标识数据的类型。它通常是一个单字节或一小段字节序列, 可以是不同bit代表不同含义，也可以是整体表示序列。
-
长度（Length）：数据字段的字节长度。在某些协议中，标签和长度字段的长度也会被包含在内。
-
值（Value）：实际传输的数据，可以是任何类型或格式。
这种格式通过明确区分数据的类型、长度和具体内容，使得数据的解析和处理变得更加清晰和高效。
1.2 结构体分层定义
- 首先定义复合类型，一般使用枚举类型进行定义。
在手写数据库toadb的src/sqlcore/node/nodeType.h文件中就有用到这种定义。
这里举例定义如下：
typedef enum NodeType
{
T_START,
/* parser nodes */
T_List,
T_MANAGER,
T_HR,
T_EMPLOYEE
}NodeType;
- 然后在各复合类型的结构定中，前两个字段采用公共字段。
这里定义经理，HR，员工三个结构体类型，每个人都有一个sno员工号的数据，他们的个性化数据有：
- 经理，有管理多少个员工；
- HR，新入职了多少新员工；
- 员工，对应的部门经理的工号；
typedef struct stManager
{
NodeType type;
int size;
int sno;
int employeeNum;
}stManager;
typedef struct stHr
{
NodeType type;
int size;
int sno;
int newEmployeesNum;
}stHr;
typedef struct stEmployee
{
NodeType type;
int size;
int sno;
int partMgr;
}stEmployee;
1.3 定义抽象数据类型
自定义的数据结构太多了，为了在使用中统一和简化，这里定义Node数据类型，是对上述数据类型的统称。
/* common type, real size is just by type. */
typedef struct Node
{
NodeType type;
int size;
}Node;
Node数据结构中包含两个公共的字段，类型和大小。
这样在参数引用，链表节点引用时，都可以用这个抽象的类型来代表以上众多的数据类型。
当然，有这个抽象结构定义之后，ListCell中的数据指针类型可以用Node类型代替，而不是之前定义的void。
2. 链表定义
既然是链表，肯定采用指针的方式串连起来，以往都是定义一种明确的数据类型作为链表的节点。
而面对如此多的数据类型，链表节点的结构如何定义呢？
2.1 数据节点定义
数据节点中存储真实的数据，由链表指针将数据节点串连起来。
它的定义如下：
/* tree list cell */
typedef struct ListCell
{
void* pValue;
struct ListCell *next;
}ListCell;
- 数据类型不确定，所以定义为
void *; - 单链表的形式，
next指向下一个节点；
2.2 链表类型定义
部门的结构是一个多层级形式，每个层级又是多个员工，也是一个链表。
因此，数据类型中，除了实际意义的数据类型，如上面定义的经理，HR，员工外，还需要增加链表的数据类型。
/* tree list node */
typedef struct List
{
NodeType type;
int size;
int length; /* number of ListCell struct */
ListCell *head;
}List;
链表的数据类型中，数据有两个：
- length， 链表中的节点个数；
- head，链表头；
节点解析
数据的多样性，增加了链表节点类型解析工作，因为之前采用了统一类型定义，所以类型的解析变得简单。
采用统一的接口对类型进行解析, 分发到对应的类型进行处理。
static void ShowNode(Node *n)
{
if(NULL == n)
{
return;
}
switch(n->type)
{
case T_List:
ShowNodList(n);
break;
case T_MANAGER:
ShowNodManager(n);
break;
case T_HR:
ShowNodHR(n);
break;
case T_EMPLOYEE:
ShowNodEmployee(n);
break;
default:
break;
}
}
这里定义了一个展示各节点信息的接口，根据节点类型再调用各自的接口进行展示。
链表遍历
经过上面的抽象类型之后，链表的遍历就非常简单，这里以链表的节点的显示为例。
void TravelListCell(List *list)
{
ListCell *tmpCell = NULL;
List *l = list;
if(NULL == l)
{
return;
}
/* list cell node show */
for(tmpCell = l->head; tmpCell != NULL; tmpCell = tmpCell->next)
{
Node *node = (Node *)(tmpCell->pValue);
ShowNode(node);
}
return;
}
说明：
- 传入的是一个List的指针，这里会包含一个链表；
- 从成员head开始遍历，直到链表节点的next为空，也就是链尾；
- 将链表节点的数据成员转为抽象类型Node *, 传入统一的处理接口；
多级树链表
将经理的数据成员增加一项，除了下属成员数量外，还列出下属的员工信息；
typedef struct stManager
{
NodeType type;
int size;
int sno;
int employeeNum;
Node *employeeList;
}stManager;
这里有个特别的地方，对于T_List类型的数据，内部会递归调用TravelListCell，这样就是一个多级链表树。
如同一个公司的组织架构一样，顶层由HR，高级经理列表组成，每个高级经理下属由员工，中级经理组成；
而中级经理下属由多名员工组成，整体组成一个公司的树形组织架构图。
对于T_LIst类型的节点，它的显示处理函数如下：
void ShowNodList(Node *n)
{
if(NULL == n)
return ;
TravelListCell((List *) n);
}
其实是深度优先的图递归遍历，其它数据节点的显示就相对简单，打印成员信息即可，这里不再列举。
总结
本文介绍了链表节点为不同数据类型时的处理方法，定义了抽象类型后使引用的类型统一，同时在遍历树形链表时，对于成员仍为链表时，采用深度优先的递归遍历。
这种链表在数据库内核中应用比较广泛，比如在SQL语法解析时，将语法的各子句解析成不同的数据类型，而像select子句，可以写多个列名，该子句内部又以链表形成存储列信息。
结尾
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