intset是一个对内存空间锱铢必较的有序set。使用一段连续的内存空间存储一段数据。看起来有点像数组的形式。
数据结构
typedef struct intset {
uint32_t encoding;//编码的方式 分为int16 int32 int64
uint32_t length;//数据的个数
int8_t contents[];//存储数据的点。int8_t与char 所用的字节数相同
} intset;
| encoding | length | contents[] |
encoding 4字节的长度。存储2,4,8其中一个。
length 整数存储的个数。
contents 数据存储的起点。
数据结构看起来还是挺简单的，那么我们看看其实现过程吧。
具体的API
创建一个新的set，默认使用2位16字节的int -32678~32676
这里面的interv32ifbe 是一个转换数据大小端，根据计算机的结构把所有的数据都变成以小端存储，即高位存高位数据
而大端则是高位存低位数据刚好与小端相反
intset *intsetNew(void) {
//新建intset
intset *is = zmalloc(sizeof(intset));
is->encoding = intrev32ifbe(INTSET_ENC_INT16);
//默认编码为16.
is->length = 0;
return is;
}
根据传进去的len重新设置长度
/* Resize the intset */
static intset *intsetResize(intset *is, uint32_t len) {
//重新设置大小
uint32_t size = len*intrev32ifbe(is->encoding);
is = zrealloc(is,sizeof(intset)+size);
return is;
}
接下来是查找某个整数的操作，由于数据是有序的，利用二分法进行查找。
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. */
//判断是否在最前或者最后
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;
//相当于除以2 而且不会溢出。
cur = _intsetGet(is,mid);
//获取到中间的元素，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;
}
//找到返回1。pos指向找到的数据，找不到返回0，pos指向前一个数据。插入的时候会用到该特性
}
升级数据（将存储的位数增加），而升级由value所决定，并且将value添加到set中。
每次升级数据都要重新升级所有数据存储的位数，然后在头部，或者尾部对数据进行插入。
/* 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;
//用于存储由value造成的溢出是下限还是上限，然后决定插入的是头还是尾
/* First set new encoding and resize */
is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
//重新设置编码类型
is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
//重新分配容量
/* 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));
//拿到原来的最后一个元素，然后插入到新的位置中
/* Set the value at the beginning or the end. */
//需要升级的情况是value会造成溢出，那么value智能放在头结点或者尾节点。
//然后根据正负进行在前面插入还是后面插入
if (prepend)
_intsetSet(is,0,value);
else
_intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
//设置长度
return is;
}
根据from与to移动数据。具体是把from节点到尾部的所有数据移动到to节点的后面。
static void intsetMoveTail(intset *is, uint32_t from, uint32_t to) {
/*
把from后面的所有元素移到to元素后面
若form大于to 则删除了to —— from 之间的元素
若from等于to 没变化
若from小于to 那么则空出了to—from 那么多个元素
a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]
假设from为3 to为2
意思就是把3后面所有的元素移到第2个元素后面那么结果为
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);
//下面根据编码获取到copy点
//与拷贝的数量即from后面元素的所有数据。
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，该操作会先判断插入的元素是否查过set的编码，然后跟插入排序一样，插入点后面的数据整体后移。
具体实现观察代码即可。
/* 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);
//获取编码
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)) {
//看看是否要升级元素的值
/* This always succeeds, so we don't need to curry *success. */
return intsetUpgradeAndAdd(is,value);
//插入点不是头就是尾 所以连起来做
} else {
//若不需要则查找插入点
/* 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)) {
//当元素存在则不插入 说明该set是不重复的
//返回失败
if (success) *success = 0;
return is;
}
//查找失败后 pos为插入点
is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
//重新分配空间
if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetMoveTail(is,pos,pos+1);
//移位空出pos的位置
}
_intsetSet(is,pos,value);
//设置值
is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
//重置length
return is;
}
删除数据同样会重新分配数据长度，然后删除点整体前移，然后再进行容量的resize。使用时间换空间的做法。这样节省几位带来的是大量的时间复杂度，这到底好与坏要看具体情况了。
/* Delete integer from intset */
intset *intsetRemove(intset *is, int64_t value, int *success) {
//删除某个元素
uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
//获取编码
uint32_t pos;
if (success) *success = 0;
if (valenc <= intrev32ifbe(is->encoding) && intsetSearch(is,value,&pos)) {
//保证元素编码值小于编码最大值，然后查找成功。
//接下来就是做删除操作
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);
//通过movetial 复写了要删除的元素，并且长度会减少
is = intsetResize(is,len-1);
//重新分配空间。真是锱铢必较，但是效率很低
//一次删除要移动n+(length-pos)的元素
is->length = intrev32ifbe(len-1);
//设置长度
}
return is;
}
intset的具体操作大概就到这里了。
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