在 FreeRTOS 中存在著大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)列表和列表項(xiàng)的操作，列表和列表項(xiàng)是直接從 FreeRTOS 源碼注釋中的 list 和 list item 翻譯過來的，其實(shí)就是對應(yīng)我們 C 語言當(dāng)中的鏈表和節(jié)點(diǎn)，在后續(xù)的講解，我們說的鏈表就是列表，節(jié)點(diǎn)就是列表項(xiàng)。

l?C 語言鏈表

鏈表作為 C 語言中一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在平時(shí)寫程序的時(shí)候用的并不多，但在操作系統(tǒng)里面使用的非常多。鏈表由節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間首尾相連。鏈表的節(jié)點(diǎn)本身不能存儲太多東西，或者說鏈表的節(jié)點(diǎn)本來就不是用來存儲大量數(shù)據(jù)的，鏈表分為單向鏈表和雙向鏈表，單向鏈表很少用，使用最多的還是雙向鏈表。

u?單向鏈表

節(jié)點(diǎn)本身必須包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)指針，用于指向后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，除了這個(gè)節(jié)點(diǎn)指針是必須有的之外，節(jié)點(diǎn)本身還可以攜帶一些私有信息。

在代碼清單 6-1 除了 struct node *next 這個(gè)節(jié)點(diǎn)指針之外，剩下的成員都可以理解為節(jié)點(diǎn)攜帶的數(shù)據(jù)，但是這種方法很少用。通常的做法是節(jié)點(diǎn)里面只包含一個(gè)用于指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。要通過鏈表存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)嵌一個(gè)節(jié)點(diǎn)即可，這些要存儲的數(shù)據(jù)通過這個(gè)內(nèi)嵌的節(jié)點(diǎn)即可掛接到鏈表中。

u?雙向鏈表

雙向鏈表與單向鏈表的區(qū)別就是節(jié)點(diǎn)中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)指針，分別指向前后兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，其它完全一樣。

在 C 語言中，鏈表與數(shù)組確實(shí)很像。

鏈表是通過節(jié)點(diǎn)把離散的數(shù)據(jù)鏈接成一個(gè)表，通過對節(jié)點(diǎn)的插入和刪除操作從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存取。而數(shù)組是通過開辟一段連續(xù)的內(nèi)存來存儲數(shù)據(jù)，這是數(shù)組和鏈表最大的區(qū)別。 數(shù)組的每個(gè)成員對應(yīng)鏈表的節(jié)點(diǎn)，成員和節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型可以是標(biāo)準(zhǔn)的 C 類型或者是用戶自定義的結(jié)構(gòu)體。數(shù)組有起始地址和結(jié)束地址，而鏈表是一個(gè)圈，沒有頭和尾之分，但是為了方便節(jié)點(diǎn)的插入和刪除操作會人為的規(guī)定一個(gè)根節(jié)點(diǎn)。

l?FreeRTOS 中鏈表的實(shí)現(xiàn)

FreeRTOS 中與鏈表相關(guān)的操作均在 list.h 和 list.c 這兩個(gè)文件中實(shí)現(xiàn)， list.h 第一次使用需要在 include 文件夾下面新建然后添加到工程 freertos/source 這個(gè)組文件， list.c 第一次使用需要在 freertos 文件夾下面新建然后添加到工程 freertos/source 這個(gè)組文件。

??定義鏈表節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

鏈表節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在 list.h 中定義

代碼清單 6-3(1)：一個(gè)輔助值，用于幫助節(jié)點(diǎn)做順序排列。 該輔助值的數(shù)據(jù)類型為TickType_t， 在 FreeRTOS 中，凡是涉及到數(shù)據(jù)類型的地方， FreeRTOS 都會將標(biāo)準(zhǔn)的 C 數(shù)據(jù)類型用 typedef 重新取一個(gè)類型名。這些經(jīng)過重定義的數(shù)據(jù)類型放在 portmacro.h( portmacro.h 第一次使用需要在 include 文件夾下面新建然后添加到工程 freertos/source 這個(gè)組文件)這個(gè)頭文件，具體見代碼清單 6-4。代碼清單 6-4 中除了 TickType_t 外，其它數(shù)據(jù)類型重定義是本章后面內(nèi)容需要使用到，這里統(tǒng)一貼出來，后面將不再贅述。

TickType_t 具 體 表 示 16 位 還 是 32 位 ， 由configUSE_16_BIT_TICKS 這個(gè)宏決定， 當(dāng)該宏定義為 1 時(shí)， TickType_t 為 16 位，否則為32 位。該宏在 FreeRTOSConfig.h( FreeRTOSConfig.h 第一次使用需要在 include 文件夾下面新建然后添加到工程 freertos/source 這個(gè)組文件) 中默認(rèn)定義為 0

代碼清單 6-3(2)： 用于指向鏈表下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

代碼清單 6-3(3)： 用于指向鏈表前一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

代碼清單 6-3(4)： 用于指向該節(jié)點(diǎn)的擁有者， 即該節(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌在哪個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中， 屬于哪個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)成員。代碼清單 6-3(5)：用于指向該節(jié)點(diǎn)所在的鏈表，通常指向鏈表的根節(jié)點(diǎn)。代碼清單 6-3(6)： 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)類型重定義。

??鏈表節(jié)點(diǎn)初始化

鏈表節(jié)點(diǎn)初始化函數(shù)在 list.c 中實(shí)現(xiàn)。

代碼清單 6-6(1)：鏈表節(jié)點(diǎn) ListItem_t 總共有 5 個(gè)成員，但是初始化的時(shí)候只需將pvContainer 初始化為空即可， 表示該節(jié)點(diǎn)還沒有插入到任何鏈表。

??定義鏈表根節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

鏈表根節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在 list.h 中定義。

代碼清單 6-7(1)： 鏈表節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器， 用于表示該鏈表下有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)， 根節(jié)點(diǎn)除外。代碼清單 6-7(2)： 鏈表節(jié)點(diǎn)索引指針， 用于遍歷節(jié)點(diǎn)。代碼清單 6-7(3)： 鏈表最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。我們知道，鏈表是首尾相連的，是一個(gè)圈，首就是尾，尾就是首，這里從字面上理解就是鏈表的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際也就是鏈表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，我們稱之為生產(chǎn)者。該生產(chǎn)者的數(shù)據(jù)類型是一個(gè)精簡的節(jié)點(diǎn)， 也在 list.h 中定義。

??鏈表根節(jié)點(diǎn)初始化

鏈表節(jié)點(diǎn)初始化函數(shù)在 list.c 中實(shí)現(xiàn)。

代碼清單 6-10 (1)： 將鏈表索引指針指向最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)， 即第一個(gè)節(jié)點(diǎn)， 或者第零個(gè)節(jié)點(diǎn)更準(zhǔn)確，因?yàn)檫@個(gè)節(jié)點(diǎn)不會算入節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器的值。代碼清單 6-10 (2)： 將鏈表最后(也可以理解為第一) 一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輔助排序的值設(shè)置為最大，確保該節(jié)點(diǎn)就是鏈表的最后節(jié)點(diǎn)(也可以理解為第一)。代碼清單 6-10 (3)： 將最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)(也可以理解為第一) 的 pxNext 和 pxPrevious 指針均指向節(jié)點(diǎn)自身，表示鏈表為空。代碼清單 6-10 (4)： 初始化鏈表節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器的值為 0，表示鏈表為空。

??將節(jié)點(diǎn)插入到鏈表的尾部

將節(jié)點(diǎn)插入到鏈表的尾部(可以理解為頭部) 就是將一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)插入到一個(gè)空的鏈表。

??將節(jié)點(diǎn)按照升序排列插入到鏈表

將節(jié)點(diǎn)按照升序排列插入到鏈表，如果有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的值相同，則新節(jié)點(diǎn)在舊節(jié)點(diǎn)的后面插入。

代碼清單 6-12(1)：獲取節(jié)點(diǎn)的排序輔助值。代碼清單 6-12(2)：根據(jù)節(jié)點(diǎn)的排序輔助值，找到節(jié)點(diǎn)要插入的位置，按照升序排列。代碼清單 6-12(3)：按照升序排列，將節(jié)點(diǎn)插入到鏈表。假設(shè)將一個(gè)節(jié)點(diǎn)排序輔助值是 2 的節(jié)點(diǎn)插入到有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈表中，這兩個(gè)現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)的排序輔助值分別是 1 和 3，那么插入過程的示意圖具體見圖6-11。

??將節(jié)點(diǎn)從鏈表刪除

將節(jié)點(diǎn)從鏈表刪除的具體實(shí)現(xiàn)見代碼清單 6-13。假設(shè)將一個(gè)有三個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈表中的中間節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)刪除。

??節(jié)點(diǎn)帶參宏小函數(shù)

在 list.h 中，還定義了各種各樣的帶參宏，方便對節(jié)點(diǎn)做一些簡單的操作。

??鏈表節(jié)點(diǎn)插入實(shí)驗(yàn)

我們新建一個(gè)根節(jié)點(diǎn)(也可以理解為鏈表)和三個(gè)普通節(jié)點(diǎn)，然后將這三個(gè)普通節(jié)點(diǎn)按照節(jié)點(diǎn)的排序輔助值做升序排列插入到鏈表中。

代碼清單 6-15(1)：定義鏈表根節(jié)點(diǎn)，有根了，節(jié)點(diǎn)才能在此基礎(chǔ)上生長。代碼清單 6-15(2)：定義 3 個(gè)普通節(jié)點(diǎn)。代碼清單 6-15(3)：鏈表根節(jié)點(diǎn)初始化，初始化完畢之后，根節(jié)點(diǎn)示意圖見圖 6-13。

代碼清單 6-15(4)：節(jié)點(diǎn)初始化，初始化完畢之后節(jié)點(diǎn)示意圖見圖 6-14，其中xItemValue 等于你的初始化值。

代碼清單 6-15(5)：將節(jié)點(diǎn)按照他們的排序輔助值做升序排列插入到鏈表，插入完成后鏈表的示意圖6-15。

實(shí)驗(yàn)論證

Hankin

2020.08.19

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的结构体数组排列_学习RTOS（3）数据结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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