sys/queue.h分析(图片复制不过来，查看原文)

这两天有兴趣学习使用了下系统头文件sys/queue.h中的链表/队列的实现，感觉实现的很是优美，关键是以后再也不需要自己实现这些基本的数据结构了，哈哈！

我的系统环境是

正好需要使用队列，那么本篇就以其中的尾队列（tail queue）为例，结合实际的测试程序和示意图（亿图软件）来说明。

测试程序tailq.c如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/queue.h>

struct _Data {
   int                 value;
   TAILQ_ENTRY(_Data) tailq_entry;
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
   /* 1. 初始化队列 */
#if 0
   TAILQ_HEAD(tailq_head, _Data)   head = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(head);
#else
   TAILQ_HEAD(tailq_head, _Data)   head;
   TAILQ_INIT(&head);
#endif
   int i;
   struct _Data *pdata = NULL;

   /* 2. 在队列末尾插入data1 */
   struct _Data *data1 = (struct _Data *)calloc(1, sizeof(struct _Data));
   data1->value = 1;
   TAILQ_INSERT_TAIL(&head, data1, tailq_entry);
   /* 3. 在队列末尾插入data2 */
   struct _Data *data2 = (struct _Data *)calloc(1, sizeof(struct _Data));
   data2->value = 2;
   TAILQ_INSERT_TAIL(&head, data2, tailq_entry);
   /* 4. 在data1之后插入data3 */
   struct _Data *data3 = (struct _Data *)calloc(1, sizeof(struct _Data));
   data3->value = 3;
   TAILQ_INSERT_AFTER(&head, data1, data3, tailq_entry);
   /* 5. 在data2之前插入data4 */
   struct _Data *data4 = (struct _Data *)calloc(1, sizeof(struct _Data));
   data4->value = 4;
   TAILQ_INSERT_BEFORE(data2, data4, tailq_entry);
   /* 6. 在队列首部插入data5 */
   struct _Data *data5 = (struct _Data *)calloc(1, sizeof(struct _Data));
   data5->value = 5;
   TAILQ_INSERT_HEAD(&head, data5, tailq_entry);
   /* 遍历队列 */
   TAILQ_FOREACH(pdata, &head, tailq_entry) {
       printf("pdata->value1 = %d\n", pdata->value);
   }
   puts("");
   /* 7. 删除data5 */
   TAILQ_REMOVE(&head, data5, tailq_entry);
   free(data5);   /* TAILQ_REMOVE宏只是从队列中删除该节点，因此还需手动free */

   TAILQ_FOREACH(pdata, &head, tailq_entry) {
       printf("pdata->value1 = %d\n", pdata->value);
   }
   puts("");

   /* 正序遍历尾队列 */
   /* 方法一 */
   TAILQ_FOREACH(pdata, &head, tailq_entry) {
       printf("pdata->value1 = %d\n", pdata->value);
   }
   puts("");
   /* 方法二 */
   for (pdata = TAILQ_FIRST(&head); pdata;
                   pdata = TAILQ_NEXT(pdata, tailq_entry)) {
       printf("pdata->value1 = %d\n", pdata->value);
   }

   puts("");

   /* 逆序遍历尾队列 */
   /* 方法一 */
   TAILQ_FOREACH_REVERSE(pdata, &head, tailq_head, tailq_entry) {
       printf("pdata->value1 = %d\n", pdata->value);
   }
   puts("");
   /* 方法二 */
   for (pdata = TAILQ_LAST(&head, tailq_head); pdata;
           pdata = TAILQ_PREV(pdata, tailq_head, tailq_entry)) {
       printf("pdata->value1 = %d\n", pdata->value);
       TAILQ_REMOVE(&head, pdata, tailq_entry);
       free(pdata);
   }

   if (TAILQ_EMPTY(&head)) {
       printf("the tail queue is empty now.\n");
   }

   exit(EXIT_SUCCESS);
}

代码github地址：https://github.com/astrotycoon/sys-queue.h

我们首先来看一下这个尾队列的定义：

注意，其中的tqe_prev指向的不是前一个元素，而是前一个元素中的tqe_next，这样定义的一个好处就是*tqe_prev就是自身的地址，**tqe_prev就是自身。

好，现在就顺着我的测试程序来一步步看如何使用这个尾队列吧！

第一步是初始化步骤。关于初始化我们有两种方法：使用宏TAILQ_HEAD_INITIALIZER或者使用宏TAILQ_INIT，这两者都是可以的，唯一的区别是传递给宏TAILQ_INIT的是地址，而传递给宏TAILQ_HEAD_INITIALIZER的不是，这点需要引起我们的注意。

初始化后的数据结构怎样的呢？我们看下示意图：

接下来的两个步骤（步奏2和步奏3）都是在这个队列的尾部追加元素（data1和data2），使用的是宏TAILQ_INSERT_TAIL：

那么队列的变化过程是这样的，请看示意图：

接下来的操作是在data1之前插入data3，使用的是宏TAILQ_INSERT_AFTER：

形象的示意图如下：

整理后的示意图如下：

紧接着的操作是在data2之前插入data4，使用的是宏TAILQ_INSERT_BEFORE：

形象的示意图如下：

整理后的示意图如下：

现在在队列首部插入data5，使用的是宏TAILQ_INSERT_HEAD：

形象的示意图如下：

整理后的示意图如下：

删除数据data5使用是宏TAILQ_REMOVE：

现在的队列布局如下：

好了，基本的操作就这么多，接下来我们看看提供的几个数据元素访问方法：

前三个很简单，一看就懂，我们重点分析下TAILQ_LAST和TAILQ_PREV。

TAILQ_LAST的目的是获取队列中的最后一个元素的地址，注意是地址哦！(head)->tqh_last代表的是最后一个元素中tqe_next的地址，通过强转之后，((struct headname *)((head)->tqh_last))->tqh_last实际上就是最后一个元素中的tqe_prev，而文章一开始介绍定义的时候就说过，*tqe_prev代表的是自身元素的地址，所以TAILQ_LAST最后获取的就是最后一个元素的地址，宏TAILQ_PREV的道理是一样的。

OK，测试程序接下来就是遍历整个队列，并打印出数据，可以使用提供的宏TAILQ_FOREACH，也可以使用上述的几个访问方法来遍历。

好了，其实本文没啥内容，对我个人而言就主要是想熟悉下亿图这个软件，哈哈