Linux内核链表复用实现栈

 我们当然可以根据栈的特性，向实现链表一样实现栈。但是，如果能够复用已经经过实践证明的可靠数据结构来实现栈，不是可以更加高效吗？

so，今天我们就复用Linux内核链表，实现栈这样的数据结构。

要实现的功能很简单，如下（项目中如需更多功能，可自行添加）：

/* stack.h */


#ifndef _STACK_H_
#define _STACK_H_

#include "list.h"

#define get_stack_top(pos, head, member)        
        list_entry((head)->prev, typeof(*pos), member)

void stack_creat(struct list_head *list);
void stack_push(struct list_head *new, struct list_head *head);
void stack_pop(struct list_head *entry);
int get_satck_size(struct list_head *head);


#endif /* _STACK_H_ */

/*  stack.c  */

#include "stack.h"

void list_del_tail(struct list_head *head)
{
    __list_del(head->prev->prev,head);
}

void stack_creat(struct list_head *list)
{
    INIT_LIST_HEAD(list);
}

void stack_push(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
    list_add_tail(new,head);
}

void stack_pop(struct list_head *head)
{
    struct list_head *list = head->prev; /* 保存链表的最后节点 */

    list_del_tail(head); /* 尾删法 */
    
    INIT_LIST_HEAD(list); /* 重新初始化删除的最后节点，使其指向自身 */

}

int get_satck_size(struct list_head *head)
{
    struct list_head *pos;
    int size = 0;
    
    if (head == NULL) {
        return -1;
    }
    
    list_for_each(pos,head) {
        size++;
    }

    return size;
}

我们先来说，栈的创建：

 非常简单，和内核链表一样，仅仅是将链表指针指向自身。

栈的push（入栈）操作：

 也非常得简单，根据栈的先进后出特性，我们采用尾插法，这样最后插入的节点也就位于最后，也就是栈顶。

栈的pop（出栈）操作：

 

 出栈只能操作栈顶元素，所以我们使用尾删法，将内核链表的尾部节点删除，就实现了出栈操作，但是内核链表没有直接实现尾删法，不过，我们已经在前面的随笔中对内核链表进行了分析，显然可以利用内核已经实现了的__list_del函数，稍微改变一下参数，就可以实现尾删法了。

获取栈的大小：

 原理也非常简单，循环遍历链表，计数增加即可。

得到栈顶元素：

 为什么这里我没有使用函数，而是使用宏呢？这和内核链表的逻辑是一致的。因为如果要写成函数，我必须知道使用栈的人定义的数据类型，如果我定义成void *，又不能使用内核链表的list_entry获取容器结构地址的宏了，所以，我将获取栈顶元素设计为宏，这样我可以不定义数据类型，靠用户输入。

现在，我们通过非常简单的一点代码复用内核链表实现了栈，下面看看测试用例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include "stack.h"
#include "list.h"



struct person 
{
    int age;
    struct list_head list;
};

int main(int argc,char **argv)
{
    int i;
    int num =5;
    struct person *p;
    struct person head;
    struct person *pos,*n;
    
    stack_creat(&head.list);

    p = (struct person *)malloc(sizeof(struct person )*num);
    
    for (i = 0;i < num;i++) {
        p->age = i*10;
        stack_push(&p->list,&head.list);
        p++;
    }

    struct person test;
    test.age = 100;
    
    stack_pop(&head.list);
    stack_pop(&head.list);
    stack_push(&test.list,&head.list);

    printf("==========>
");
    list_for_each_entry_safe_reverse(pos,n,&head.list,list) {
        printf("%p  age = %d
",pos,pos->age);
    }

    printf("栈顶节点：%p  age = %d
",get_stack_top(pos,&head.list,list),
                     get_stack_top(pos,&head.list,list)->age);
    printf("size = %d
",get_satck_size(&head.list));

    return 0;
}

运行结果：

 通过复用内核链表，可以非常快速高效地实现很多其他数据结构，所以内核链表一定要充分掌握。

增加判断栈是否为空的函数：

bool is_empt_stack(struct list_head *head)
{
    return list_empty(head);
}

c语言中bool可以包含#include <stdbool.h>，c99可以直接使用_Bool。