Libevent源码分析(一):最小堆

2024-09-05 12:48
文章标签 分析 源码 最小 libevent

本文主要是介绍Libevent源码分析(一):最小堆,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Libevent中的timeout事件是使用最小堆来管理维护的.代码位于<minheap-internal.h>.

看函数命名和代码风格应该是一个C++程序员,函数名都挺好懂的,只是下面这个结构体变量命名比较坑....

typedef struct min_heap
{struct event** p;unsigned n, a;//n队列元素的多少,a代表队列空间的大小.
} min_heap_t;

注释是我加的,这命名,n啊a啊的,鬼知道啥意思....必须吐槽一下.

 

先来说说什么是最小堆:

1.堆是一个二叉树

2.最小堆:父节点的值总是小于等于子节点

如下图:

上图圆圈旁边的数字代表其在数组中的下标.堆一般是用数组来存储的,也就是说实际存储结构是连续的,只是逻辑上是一棵树的结构.这样做的好处是很容易找到堆顶的元素,对Libevent来说,很容易就可以找到距当前时间最近的timeout事件.

 现在想想看我们要插入一个元素,我们要怎么移动数组中元素的位置,使其逻辑上仍然是一个小堆?结合下图很容易看出来:

1.假设我们要插入的元素为6大于其父节点的值2.则把元素放在数组相应的index上,插入完成.

 

2.假设我们要插入的为2小于其父节点的值3.则交换该节点与其父节点的值.对于下图来说,交换完毕后插入就算完成了.那要是交换完后发现index=2的元素还小于其父节点index=0的呢?就又得在一次交换,如此循环,直到达到根节点或是其不大于父节点.

到了这里我们看看libevent里的实现代码就很清楚了

复制代码
int min_heap_push(min_heap_t* s, struct event* e)
{if (min_heap_reserve(s, s->n + 1))return -1;min_heap_shift_up_(s, s->n++, e);return 0;
}//分配队列大小.n代表队列元素个数多少.
int min_heap_reserve(min_heap_t* s, unsigned n)
{if (s->a < n)    //队列大小不足元素个数,重新分配空间.
    {struct event** p;unsigned a = s->a ? s->a * 2 : 8;  //初始分配8个指针大小空间,否则原空间大小翻倍.if (a < n)a = n;   //翻倍后空间依旧不足,则分配n.if (!(p = (struct event**)mm_realloc(s->p, a * sizeof *p))) //重新分配内存return -1;s->p = p; //重新赋值队列地址及大小.s->a = a; //
    }return 0;
}void min_heap_shift_up_(min_heap_t* s, unsigned hole_index, struct event* e)
{unsigned parent = (hole_index - 1) / 2;while (hole_index && min_heap_elem_greater(s->p[parent], e)) //比父节点小或是到达根节点.则交换位置.循环.
    {(s->p[hole_index] = s->p[parent])->ev_timeout_pos.min_heap_idx = hole_index;hole_index = parent;parent = (hole_index - 1) / 2;}(s->p[hole_index] = e)->ev_timeout_pos.min_heap_idx = hole_index;
}
复制代码

 实际上作者写了一个比较通用的函数min_heap_shift_up(),与之相对应的还有min_heap_shift_down()

复制代码
void min_heap_shift_down_(min_heap_t* s, unsigned hole_index, struct event* e)
{unsigned min_child = 2 * (hole_index + 1);while (min_child <= s->n){//找出较小子节点min_child -= min_child == s->n || min_heap_elem_greater(s->p[min_child], s->p[min_child - 1]);//比子节点小正常.不需要再交换位置,跳出循环.if (!(min_heap_elem_greater(e, s->p[min_child])))break;//比子节点大,要交换位置(s->p[hole_index] = s->p[min_child])->ev_timeout_pos.min_heap_idx = hole_index;hole_index = min_child;min_child = 2 * (hole_index + 1);}(s->p[hole_index] = e)->ev_timeout_pos.min_heap_idx = hole_index;
}
复制代码

这里的hole_index是我们要填入某个值的下标,e是要填入的值.还是画图比较好理解:

当这个值(下标为hole_Index=1)比其父节点1(index = 0)小时,要向上移动调整.

当这个值(下标为hole_Index=1)比其最小子节点6(index = 3)还大时,要向下移动调整.

Libevent里是这么使用他们的:

复制代码
int min_heap_erase(min_heap_t* s, struct event* e)
{if (-1 != e->ev_timeout_pos.min_heap_idx){struct event *last = s->p[--s->n];//把最后一个值作为要填入hole_index的值unsigned parent = (e->ev_timeout_pos.min_heap_idx - 1) / 2;/* we replace e with the last element in the heap.  We might need toshift it upward if it is less than its parent, or downward if it isgreater than one or both its children. Since the children are knownto be less than the parent, it can't need to shift both up anddown. */if (e->ev_timeout_pos.min_heap_idx > 0 && min_heap_elem_greater(s->p[parent], last))min_heap_shift_up_(s, e->ev_timeout_pos.min_heap_idx, last);elsemin_heap_shift_down_(s, e->ev_timeout_pos.min_heap_idx, last);e->ev_timeout_pos.min_heap_idx = -1;return 0;}return -1;
}
复制代码
复制代码
struct event* min_heap_pop(min_heap_t* s)
{if (s->n){struct event* e = *s->p;min_heap_shift_down_(s, 0u, s->p[--s->n]);e->ev_timeout_pos.min_heap_idx = -1;return e;}return 0;
}
复制代码

 

最后总结一下,由于堆这种结构在逻辑上的这种二叉树的关系,其插入也好,删除也好,就是一个与父节点或是子节点比较然后调整位置,这一过程循环往复直到达到边界条件的过程.记住这一点,就不难写出代码了.

二叉树节点i:父节点为(i-1)/2.子节点为2i+1,2(i+1)。

这篇关于Libevent源码分析(一):最小堆的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1139012

相关文章

怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题

《怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题》:本文主要介绍怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、GC 日志基础配置1. 启用详细 GC 日志2. 不同收集器的日志格式二、关键指标与分析维度1.

MySQL中的表连接原理分析

《MySQL中的表连接原理分析》:本文主要介绍MySQL中的表连接原理分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、背景2、环境3、表连接原理【1】驱动表和被驱动表【2】内连接【3】外连接【4编程】嵌套循环连接【5】join buffer4、总结1、背景

python中Hash使用场景分析

《python中Hash使用场景分析》Python的hash()函数用于获取对象哈希值,常用于字典和集合,不可变类型可哈希,可变类型不可,常见算法包括除法、乘法、平方取中和随机数哈希,各有优缺点,需根... 目录python中的 Hash除法哈希算法乘法哈希算法平方取中法随机数哈希算法小结在Python中,

Java Stream的distinct去重原理分析

《JavaStream的distinct去重原理分析》Javastream中的distinct方法用于去除流中的重复元素,它返回一个包含过滤后唯一元素的新流,该方法会根据元素的hashcode和eq... 目录一、distinct 的基础用法与核心特性二、distinct 的底层实现原理1. 顺序流中的去重

关于MyISAM和InnoDB对比分析

《关于MyISAM和InnoDB对比分析》:本文主要介绍关于MyISAM和InnoDB对比分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录开篇:从交通规则看存储引擎选择理解存储引擎的基本概念技术原理对比1. 事务支持:ACID的守护者2. 锁机制:并发控制的艺

MyBatis Plus 中 update_time 字段自动填充失效的原因分析及解决方案(最新整理)

《MyBatisPlus中update_time字段自动填充失效的原因分析及解决方案(最新整理)》在使用MyBatisPlus时,通常我们会在数据库表中设置create_time和update... 目录前言一、问题现象二、原因分析三、总结:常见原因与解决方法对照表四、推荐写法前言在使用 MyBATis

Python主动抛出异常的各种用法和场景分析

《Python主动抛出异常的各种用法和场景分析》在Python中,我们不仅可以捕获和处理异常,还可以主动抛出异常,也就是以类的方式自定义错误的类型和提示信息,这在编程中非常有用,下面我将详细解释主动抛... 目录一、为什么要主动抛出异常?二、基本语法:raise关键字基本示例三、raise的多种用法1. 抛

github打不开的问题分析及解决

《github打不开的问题分析及解决》:本文主要介绍github打不开的问题分析及解决,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、找到github.com域名解析的ip地址二、找到github.global.ssl.fastly.net网址解析的ip地址三

Mysql的主从同步/复制的原理分析

《Mysql的主从同步/复制的原理分析》:本文主要介绍Mysql的主从同步/复制的原理分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录为什么要主从同步?mysql主从同步架构有哪些?Mysql主从复制的原理/整体流程级联复制架构为什么好?Mysql主从复制注意

java -jar命令运行 jar包时运行外部依赖jar包的场景分析

《java-jar命令运行jar包时运行外部依赖jar包的场景分析》:本文主要介绍java-jar命令运行jar包时运行外部依赖jar包的场景分析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作... 目录Java -jar命令运行 jar包时如何运行外部依赖jar包场景:解决:方法一、启动参数添加: -Xb