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如何將鏈表陣列存盤在二進制檔案中?

2022-04-26 10:22:29 軟體工程

如何將鏈表陣列存盤在二進制檔案中?

我想在二進制檔案中保存一個鏈表陣列,但由于每個桶的鏈表長度不同,我不知道如何分配動態記憶體。

并且訪問包含整個鏈表的隨機位置而不讀取整個檔案,就像一種索引檔案?一些小費?

uj5u.com熱心網友回復:

我會做出這些假設:

  • 每個串列的每個(非“null”)元素都是一個int
  • 每個串列中有MAX_INT或更少的元素

使您的檔案(記得以二進制模式打開)具有以下結構:

  • 輸出int包含第一個串列中專案數的
  • 輸出int該串列中的每個
  • 對每個后續串列重復

這種方案有兩個缺點:

  • 每個串列都有一個(大)最大元素數
  • 您必須遍歷每個串列兩次才能保存(首先了解長度,再次保存每個專案)

它具有非常快速和直接加載的優點。

uj5u.com熱心網友回復:

這是一個簡單的代碼,您可以根據需要使用 fwrite 到檔案和從檔案中讀取,但您必須考慮big-endianorlittle-endian

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

typedef struct _Node {
    struct _Node *next;
    int val;
} Node;

void serialize(Node arr[], int size[], int len) {

    FILE *f = fopen("serialize.bin", "wb");
    //write arr len
    fwrite(&len, sizeof(int), 1, f);
    //write array
    for (int i = 0; i < len;   i) {
        //write linklist len
        fwrite(&size[i], sizeof(int), 1, f);
        Node *tmp = &arr[i];
        while (tmp) {
            fwrite(&tmp->val, sizeof(int), 1, f);
            tmp = tmp->next;
        }
    }
    fclose(f);
}

Node *deserialize() {

    FILE *f = fopen("serialize.bin", "rb");
    int len;
    fread(&len, sizeof(int), 1, f);
    Node *ret = malloc(len * sizeof(Node));

    for (int i = 0; i < len;   i) {
        int linklen;
        int val;
        Node *tmp = &ret[i];
        fread(&linklen, sizeof(int), 1, f);
        fread(&val, sizeof(int), 1, f);
        ret[i].val = val;
        ret[i].next = NULL;
        linklen--;

        while (linklen--) {
            fread(&val, sizeof(int), 1, f);
            tmp->next = malloc(sizeof(Node));
            tmp->next->next = NULL;
            tmp->next->val = val;
            tmp = tmp->next;
        }
    }

    return ret;
}


int main() {
#define ARRAY_LEN 3
    Node arr[ARRAY_LEN];
    int size[ARRAY_LEN];

    arr[0].next = malloc(sizeof(Node));
    arr[0].val = 1;
    arr[0].next->next = malloc(sizeof(Node));
    arr[0].next->val = 2;
    arr[0].next->next->next = NULL;
    arr[0].next->next->val = 3;
    size[0] = 3;

    arr[1].next = malloc(sizeof(Node));
    arr[1].val = 11;
    arr[1].next->next = NULL;
    arr[1].next->val = 22;
    size[1] = 2;

    arr[2].next = NULL;
    arr[2].val = 33;
    size[2] = 1;

    serialize(arr, size, ARRAY_LEN);

    Node *ret = deserialize();
    //TODO free memory

    return 0; //end of code
}

uj5u.com熱心網友回復:

如果有一個值永遠不會作為元素存盤在您的鏈表中,則解決方案不是很復雜——在這種情況下,您可以將鏈表視為一個美化的以空結尾的字串,其中任何值都不能存在于鏈表充當終結者。如果您沒有這種奢侈,那么您可以為每個值寫入一個額外的位元組,以確定該值是否是最后一個。這是第一個可能的解決方案的實作,盡管它可以很容易地修改為在第二種情況下作業:

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

#define NODE_V_SIZE sizeof(int)

const int list_end = -1;

typedef struct Node {
    int value;
    struct Node *prev, *next;
} Node;

void free_nodes(Node *head) {
    while (head) {
        Node *to_free = head;
        head = head->next;
        free(to_free);
    }
}

Node* new_node(int value) {
    Node *node = malloc(sizeof(Node));
    if (!node) {
        return NULL;
    }
    node->prev = NULL;
    node->next = NULL;
    node->value = value;
    return node;
}

int write_nodes(int fd, Node *head) {
    while (head) {
        if (write(fd, &head->value, NODE_V_SIZE) != NODE_V_SIZE) {
            return -1;
        }
        head = head->next;
    }
    if (write(fd, &list_end, NODE_V_SIZE) != NODE_V_SIZE) {
        return -1;
    }
    return 0;
}

Node* read_nodes(int fd) {
    Node *head = NULL;
    Node *cur = NULL;
    int in;
    while (1) {
        if (read(fd, &in, NODE_V_SIZE) != NODE_V_SIZE) {
            free_nodes(head);
            return NULL;
        }
        if (in == list_end) {
            return head;
        }
        if (cur) {
            cur->next = new_node(in);
            if (!cur->next) {
                free_nodes(head);
                return NULL;
            }
            cur->next->prev = cur;
            cur = cur->next;
        } else {
            cur = new_node(in);
            if (!cur) {
                return NULL;
            }
            head = cur;
        }
    }
}

Node* new_random_list(int modifier) {
    Node *head = new_node(0);
    if (!head) {
        printf("out of memory\n");
        exit(1);
    }
    Node *cur = head;
    
    for (int i = 0; i < 10; i  ) {
        cur->next = new_node((i modifier)*3);
        if (!cur->next) {
            free_nodes(head);
            printf("out of memory\n");
            exit(1);
        }
        cur = cur->next;
    }
    
    return head;
}

int main() {
#define NHEADS 10
    // open file
    int fd = open("dat", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        printf("failed to open file\n");
        exit(1);
    }

    // make NHEADS number of 10 nodes linked together and write them to fd
    for (int i = 0; i < NHEADS; i  ) {
        Node *head = new_random_list(i);
        if (write_nodes(fd, head)) {
            printf("failed to serialize nodes\n");
            exit(1);
        }
        free_nodes(head);
    }
    
    // read from fd to populate got then print it, repeat NHEADS times
    lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    for (int i = 0; i < NHEADS; i  ) {
        Node *got = read_nodes(fd);
        if (!got) {
            printf("failed to deserialize nodes\n");
            exit(1);
        }
        Node *head = got;
        
        while (got) {
            printf("%d\n", got->value);
            got = got->next;
        }
        printf("\n");
        
        free_nodes(head);
    }
    close(fd);
    
    return 0;
}

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/gongcheng/464190.html

標籤:C 数据结构

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