intset是一個對記憶體空間锱铢必較的有序set。使用一段連續的記憶體空間存儲一段資料。看起來有點像數組的形式。
資料結構
typedef struct intset {
uint32_t encoding;//編碼的方式 分為int16 int32 int64
uint32_t length;//資料的個數
int8_t contents[];//存儲資料的點。int8_t與char 所用的位元組數相同
} intset;
| encoding | length | contents[] |
encoding 4位元組的長度。存儲2,4,8其中一個。
length 整數存儲的個數。
contents 資料存儲的起點。
資料結構看起來還是挺簡單的，那麼我們看看其實作過程吧。
具體的API
建立一個新的set，預設使用2位16位元組的int -32678~32676
這裡面的interv32ifbe 是一個轉換資料大小端，根據計算機的結構把所有的資料都變成以小端存儲，即高位存高位資料
而大端則是高位存低位資料剛好與小端相反
intset *intsetNew(void) {
//建立intset
intset *is = zmalloc(sizeof(intset));
is->encoding = intrev32ifbe(INTSET_ENC_INT16);
//預設編碼為16.
is->length = 0;
return is;
}
根據傳進去的len重新設定長度
/* Resize the intset */
static intset *intsetResize(intset *is, uint32_t len) {
//重新設定大小
uint32_t size = len*intrev32ifbe(is->encoding);
is = zrealloc(is,sizeof(intset)+size);
return is;
}
接下來是查找某個整數的操作，由于資料是有序的，利用二分法進行查找。
static uint8_t intsetSearch(intset *is, int64_t value, uint32_t *pos) {
int min = 0, max = intrev32ifbe(is->length)-1, mid = -1;
int64_t cur = -1;
/* The value can never be found when the set is empty */
if (intrev32ifbe(is->length) == 0) {
if (pos) *pos = 0;
return 0;
} else {
/* Check for the case where we know we cannot find the value,
* but do know the insert position. */
//判斷是否在最前或者最後
if (value > _intsetGet(is,intrev32ifbe(is->length)-1)) {
if (pos) *pos = intrev32ifbe(is->length);
return 0;
} else if (value < _intsetGet(is,0)) {
if (pos) *pos = 0;
return 0;
}
}
while(max >= min) {
mid = ((unsigned int)min + (unsigned int)max) >> 1;
//相當于除以2 而且不會溢出。
cur = _intsetGet(is,mid);
//擷取到中間的元素，二分法
if (value > cur) {
min = mid+1;
} else if (value < cur) {
max = mid-1;
} else {
break;
}
}
if (value == cur) {
if (pos) *pos = mid;
return 1;
} else {
if (pos) *pos = min;
return 0;
}
//找到傳回1。pos指向找到的資料，找不到傳回0，pos指向前一個資料。插入的時候會用到該特性
}
更新資料（将存儲的位數增加），而更新由value所決定，并且将value添加到set中。
每次更新資料都要重新更新所有資料存儲的位數，然後在頭部，或者尾部對資料進行插入。
/* Upgrades the intset to a larger encoding and inserts the given integer. */
static intset *intsetUpgradeAndAdd(intset *is, int64_t value) {
uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding);
uint8_t newenc = _intsetValueEncoding(value);
int length = intrev32ifbe(is->length);
int prepend = value < 0 ? 1 : 0;
//用于存儲由value造成的溢出是下限還是上限，然後決定插入的是頭還是尾
/* First set new encoding and resize */
is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
//重新設定編碼類型
is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
//重新配置設定容量
/* Upgrade back-to-front so we don't overwrite values.
* Note that the "prepend" variable is used to make sure we have an empty
* space at either the beginning or the end of the intset. */
while(length--)
_intsetSet(is,length+prepend,_intsetGetEncoded(is,length,curenc));
//拿到原來的最後一個元素，然後插入到新的位置中
/* Set the value at the beginning or the end. */
//需要更新的情況是value會造成溢出，那麼value智能放在頭結點或者尾節點。
//然後根據正負進行在前面插入還是後面插入
if (prepend)
_intsetSet(is,0,value);
else
_intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
//設定長度
return is;
}
根據from與to移動資料。具體是把from節點到尾部的所有資料移動到to節點的後面。
static void intsetMoveTail(intset *is, uint32_t from, uint32_t to) {
/*
把from後面的所有元素移到to元素後面
若form大于to 則删除了to —— from 之間的元素
若from等于to 沒變化
若from小于to 那麼則空出了to—from 那麼多個元素
a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]
假設from為3 to為2
意思就是把3後面所有的元素移到第2個元素後面那麼結果為
a[0]a[1]a[3]a[4]a[5]
*/
void *src, *dst;
uint32_t bytes = intrev32ifbe(is->length)-from;
uint32_t encoding = intrev32ifbe(is->encoding);
//下面根據編碼擷取到copy點
//與拷貝的數量即from後面元素的所有資料。
if (encoding == INTSET_ENC_INT64) {
src = (int64_t*)is->contents+from;
dst = (int64_t*)is->contents+to;
bytes *= sizeof(int64_t);
} else if (encoding == INTSET_ENC_INT32) {
src = (int32_t*)is->contents+from;
dst = (int32_t*)is->contents+to;
bytes *= sizeof(int32_t);
} else {
src = (int16_t*)is->contents+from;
dst = (int16_t*)is->contents+to;
bytes *= sizeof(int16_t);
}
memmove(dst,src,bytes);
}
添加元素，該操作會先判斷插入的元素是否查過set的編碼，然後跟插入排序一樣，插入點後面的資料整體後移。
具體實作觀察代碼即可。
/* Insert an integer in the intset */
intset *intsetAdd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success) {
//添加元素
uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
//擷取編碼
uint32_t pos;
if (success) *success = 1;
/* Upgrade encoding if necessary. If we need to upgrade, we know that
* this value should be either appended (if > 0) or prepended (if < 0),
* because it lies outside the range of existing values. */
if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) {
//看看是否要更新元素的值
/* This always succeeds, so we don't need to curry *success. */
return intsetUpgradeAndAdd(is,value);
//插入點不是頭就是尾 是以連起來做
} else {
//若不需要則查找插入點
/* Abort if the value is already present in the set.
* This call will populate "pos" with the right position to insert
* the value when it cannot be found. */
if (intsetSearch(is,value,&pos)) {
//當元素存在則不插入 說明該set是不重複的
//傳回失敗
if (success) *success = 0;
return is;
}
//查找失敗後 pos為插入點
is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
//重新配置設定空間
if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetMoveTail(is,pos,pos+1);
//移位空出pos的位置
}
_intsetSet(is,pos,value);
//設定值
is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
//重置length
return is;
}
删除資料同樣會重新配置設定資料長度，然後删除點整體前移，然後再進行容量的resize。使用時間換空間的做法。這樣節省幾位帶來的是大量的時間複雜度，這到底好與壞要看具體情況了。
/* Delete integer from intset */
intset *intsetRemove(intset *is, int64_t value, int *success) {
//删除某個元素
uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
//擷取編碼
uint32_t pos;
if (success) *success = 0;
if (valenc <= intrev32ifbe(is->encoding) && intsetSearch(is,value,&pos)) {
//保證元素編碼值小于編碼最大值，然後查找成功。
//接下來就是做删除操作
uint32_t len = intrev32ifbe(is->length);
/* We know we can delete */
if (success) *success = 1;
/* Overwrite value with tail and update length */
if (pos < (len-1)) intsetMoveTail(is,pos+1,pos);
//通過movetial 複寫了要删除的元素，并且長度會減少
is = intsetResize(is,len-1);
//重新配置設定空間。真是锱铢必較，但是效率很低
//一次删除要移動n+(length-pos)的元素
is->length = intrev32ifbe(len-1);
//設定長度
}
return is;
}
intset的具體操作大概就到這裡了。
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