07.FreeRTOS列表与列表项

news2024/11/16 2:33:44

文章目录

  • 07. FreeRTOS列表与列表项
    • 1. 列表和列表项的简介
    • 2. 列表相关API函数
    • 3. 代码验证

07. FreeRTOS列表与列表项

1. 列表和列表项的简介

在这里插入图片描述

列表的定义：

typedef struct xLIST
{
 	listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE      /* 校验值 */
 	volatile UBaseType_t uxNumberOfItems;     /* 列表中列表项的数量 */
 	ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex; /* 用于遍历列表 */
 	MiniListItem_t xListEnd;                  /* 最后一个列表项 */
 	listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE     /* 校验值 */
} List_t;

在这里插入图片描述

列表项的定义：

struct xLIST_ITEM
{
 	listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE             /* 用于检测列表项的数据完整性 */
 	configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;            /* 列表项的值 */
 	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;       /* 下一个列表项 */
 	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;   /* 上一个列表项 */
 	void * pvOwner;                                       /* 列表项的拥有者 */
 	struct xLIST * configLIST_VOLATILE pxContainer;       /* 列表项所在列表 */
 	listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE            /* 用于检测列表项的数据完整性 */
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;                     /* 重定义成 ListItem_t */

在这里插入图片描述

迷你列表项：

struct xMINI_LIST_ITEM
{
	 listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE             /* 用于检测列表项的数据完整性 */
 	configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;             /* 列表项的值 */
 	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;        /* 下一个列表项 */
 	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;    /* 上一个列表项 */
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;             /* 重定义成 MiniListItem_t */

在这里插入图片描述

列表和列表项的关系：

初始状态：

2. 列表相关API函数

函数描述
vListInitialise()初始化列表
vListInitialiseItem()初始化列表项
vListInsertEnd()列表末尾插入列表项
vListInsert()列表插入列表项
uxListRemove()列表移除列表项

  • 函数vListInitialise()

    此函数用于初始化列表，在定义列表之后，需要先对其进行初始化，只有初始化后的列表，才能够正常地被使用。列表初始化的过程，其实就是初始化列表中的成员变量。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

  • 函数vListInitialiseItem()

    此函数用于初始化列表项，在定义列表项之后，也需要先对其进行初始化，只有初始化完的列表项，才能够被正常地使用。列表项初始化的过程，也是初始化列表项中的成员变量。

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  • 函数vListInsert()

    此函数用于将待插入列表的列表项按照列表项值升序排序的顺序，有序地插入到列表中。

    在这里插入图片描述

    插入示意图：

    初始状态列表：
    在这里插入图片描述

    插入40后的列表：
    在这里插入图片描述

    插入60后的列表：
    在这里插入图片描述

    插入50后的列表：

    在这里插入图片描述

    代码具体体现：

    void vListInsert( List_t * const pxList,
                  ListItem_t * const pxNewListItem )
{
    ListItem_t * pxIterator;
	//* 获取列表项的数值依据数值升序排列 */
    const TickType_t xValueOfInsertion = pxNewListItem->xItemValue;

    /* Only effective when configASSERT() is also defined, these tests may catch
     * the list data structures being overwritten in memory.  They will not catch
     * data errors caused by incorrect configuration or use of FreeRTOS. */
	//* 检查参数是否正确 */
    listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList );
    listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxNewListItem );

    /* Insert the new list item into the list, sorted in xItemValue order.
     *
     * If the list already contains a list item with the same item value then the
     * new list item should be placed after it.  This ensures that TCBs which are
     * stored in ready lists (all of which have the same xItemValue value) get a
     * share of the CPU.  However, if the xItemValue is the same as the back marker
     * the iteration loop below will not end.  Therefore the value is checked
     * first, and the algorithm slightly modified if necessary. */
	//* 如果待插入列表项的值为最大值 */ 
    if( xValueOfInsertion == portMAX_DELAY )
    {
		//* 插入的位置为列表 xListEnd 前面 */ 
        pxIterator = pxList->xListEnd.pxPrevious;
    }
    else
    {
        /* *** NOTE ***********************************************************
        *  If you find your application is crashing here then likely causes are
        *  listed below.  In addition see https://www.FreeRTOS.org/FAQHelp.html for
        *  more tips, and ensure configASSERT() is defined!
        *  https://www.FreeRTOS.org/a00110.html#configASSERT
        *
        *   1) Stack overflow -
        *      see https://www.FreeRTOS.org/Stacks-and-stack-overflow-checking.html
        *   2) Incorrect interrupt priority assignment, especially on Cortex-M
        *      parts where numerically high priority values denote low actual
        *      interrupt priorities, which can seem counter intuitive.  See
        *      https://www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html and the definition
        *      of configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY on
        *      https://www.FreeRTOS.org/a00110.html
        *   3) Calling an API function from within a critical section or when
        *      the scheduler is suspended, or calling an API function that does
        *      not end in "FromISR" from an interrupt.
        *   4) Using a queue or semaphore before it has been initialised or
        *      before the scheduler has been started (are interrupts firing
        *      before vTaskStartScheduler() has been called?).
        *   5) If the FreeRTOS port supports interrupt nesting then ensure that
        *      the priority of the tick interrupt is at or below
        *      configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY.
        **********************************************************************/
		//*遍历列表中的列表项，找到插入的位置
        for( pxIterator = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd ); pxIterator->pxNext->xItemValue <= xValueOfInsertion; pxIterator = pxIterator->pxNext ) /*lint !e826 !e740 !e9087 The mini list structure is used as the list end to save RAM.  This is checked and valid. *//*lint !e440 The iterator moves to a different value, not xValueOfInsertion. */
        {
            /* There is nothing to do here, just iterating to the wanted
             * insertion position. */
        }
    }
	
	//* 将待插入的列表项插入指定位置 */
    pxNewListItem->pxNext = pxIterator->pxNext;
    pxNewListItem->pxNext->pxPrevious = pxNewListItem;
    pxNewListItem->pxPrevious = pxIterator;
    pxIterator->pxNext = pxNewListItem;

    /* Remember which list the item is in.  This allows fast removal of the
     * item later. */
	//* 更新待插入列表项所在列表 */ 
    pxNewListItem->pxContainer = pxList;
	
	//* 更新列表中列表项的数量 */ 
    ( pxList->uxNumberOfItems )++;
}

  • 函数vListInsertEnd()

    此函数用于将待插入列表的列表项插入到列表 pxIndex 指针指向列表项的前面，是一种无序的插入方法。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    插入示意图：

    插入前：
    在这里插入图片描述

    插入30后的列表项：

    在这里插入图片描述

    插入前：
    在这里插入图片描述

    插入30后的列表项：

    在这里插入图片描述

  • 函数uxListRemove()

    此函数用于将列表项从列表项所在列表中移除.

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    移除列表项2示意图：

    在这里插入图片描述

3. 代码验证

本实验主要实现FreeRTOS的列表项的插入与删除，定义三个任务函数，开始任务用于创建其他任务；任务一用于LED灯闪烁，提示系统正常工作；任务二用于进行列表项的插入与删除。

  • 函数入口：

    用于创建开始任务并开启任务调度

    /*函数入口*/
void freertos_Dynamic_Create(void)
{
	lcd_show_string(10, 10, 220, 32, 32, "STM32", RED);
    lcd_show_string(10, 47, 220, 24, 24, "Task Create&Delete", LIGHTGREEN);
    
	lcd_show_string(15, 80, 110, 16, 16, "Task1: 000", GREEN);
	lcd_show_string(135, 80, 110, 16, 16, "Task2: 000", GREEN);

	
	xTaskCreate((TaskFunction_t        )   start_task,           //指向任务函数的指针
				(char *                )   "start_task",         //任务名称
				(configSTACK_DEPTH_TYPE)   START_TASK_STACK_SIZE,//任务堆栈大小,字节为单位
				(void *                )   NULL,                 //传递给任务函数的参数
				(UBaseType_t           )   START_TASK_PRIO,      //任务优先级
				(TaskHandle_t *        )   &start_task_handler    //任务句柄：任务控制块
	);
				
    vTaskStartScheduler();  //开启任务调度
}

  • 开始任务：

    用于创建任务一和任务二

    void start_task(void* pvParamter)
{
	taskENTER_CRITICAL();   // 进入临界区 
	
	xTaskCreate((TaskFunction_t        )   task1,                 //指向任务函数的指针
				(char *                )   "task1",               //任务名称
				(configSTACK_DEPTH_TYPE)   TASK1_TASK_STACK_SIZE, //任务堆栈大小,字节为单位
				(void *                )   NULL,                  //传递给任务函数的参数
				(UBaseType_t           )   TASK1_TASK_PRIO,       //任务优先级
				(TaskHandle_t *        )   &task1_task_handler    //任务句柄：任务控制块
	);
				
	xTaskCreate((TaskFunction_t        )   task2,                 //指向任务函数的指针
				(char *                )   "task2",               //任务名称
				(configSTACK_DEPTH_TYPE)   TASK2_TASK_STACK_SIZE, //任务堆栈大小,字节为单位
				(void *                )   NULL,                  //传递给任务函数的参数
				(UBaseType_t           )   TASK2_TASK_PRIO,       //任务优先级
				(TaskHandle_t *        )   &task2_task_handler    //任务句柄：任务控制块
	);	

	vTaskDelete(NULL);
				
	taskEXIT_CRITICAL();    // 退出临界区 
}

  • 任务一：

    实现LED0每500ms翻转一次

    void task1(void* pvParamter)
{
	uint32_t task1_num = 0;
	
	while(1)
	{
		lcd_show_xnum(71, 80, ++task1_num, 3, 16, 0x80, GREEN);
		LED0_TOGGLE();
		vTaskDelay(500);
	}
}

  • 任务二：

    进行列表和列表项的操作

    1. 初始化列表

      vListInitialise(&TestList);	     //初始化列表
vListInitialiseItem(&ListItem1); //初始化列表项1
vListInitialiseItem(&ListItem2); //初始化列表项2
vListInitialiseItem(&ListItem3); //初始化列表项3

ListItem1.xItemValue = 40;
ListItem2.xItemValue = 60;
ListItem3.xItemValue = 50;
      1. 列表初始化
      vListInitialise(&TestList);
      • 功能：初始化一个列表 TestList。
      • 作用：TestList 是一个 FreeRTOS 列表的头部结构体，列表在初始化后将会处于空状态，准备好用于插入或管理列表项。
      1. 列表项初始化
      vListInitialiseItem(&ListItem1);
vListInitialiseItem(&ListItem2);
vListInitialiseItem(&ListItem3);
      • 功能：初始化三个列表项 ListItem1、ListItem2 和 ListItem3。
      • 作用：每个列表项结构体在初始化后将会被设置为一个空的列表项，即这些列表项还未插入到任何列表中，且它们的前后指针将指向自身。
      1. 设置列表项值
      ListItem1.xItemValue = 40;
ListItem2.xItemValue = 60;
ListItem3.xItemValue = 50;
      • 功能：为每个列表项设置一个值，xItemValue。
      • 作用：xItemValue 是 FreeRTOS 列表项中的一个成员，用于存储与列表项相关的值。这个值可以用来对列表项进行排序或者优先级排序。通常，在 FreeRTOS 中，列表项的值越小，优先级越高。

    2. 打印列表和其他列表项的地址

      /* 第二步：打印列表和其他列表项的地址 */
printf("/**************第二步：打印列表和列表项的地址**************/\r\n");
printf("项目\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList\t\t0x%p\t\r\n", &TestList);
printf("TestList->pxIndex\t0x%p\t\r\n", TestList.pxIndex);
printf("TestList->xListEnd\t0x%p\t\r\n", (&TestList.xListEnd));
printf("ListItem1\t\t0x%p\t\r\n", &ListItem1);
printf("ListItem2\t\t0x%p\t\r\n", &ListItem2);
printf("ListItem3\t\t0x%p\t\r\n", &ListItem3);
printf("/**************************结束***************************/\r\n\r\n");

      1. 打印列表和列表项地址：

        printf("TestList\t\t0x%p\t\r\n", &TestList);
        • 功能：打印 TestList 列表头部结构体的地址。
        • 解释：&TestList 是 TestList 的内存地址，这个地址指向整个列表结构体。

      2. 打印 TestList 的 pxIndex 成员的地址：

        printf("TestList->pxIndex\t0x%p\t\r\n", TestList.pxIndex);
        • 功能：打印 TestList 中 pxIndex 成员的地址。
        • 解释：pxIndex 是 TestList 列表结构体中的一个成员，通常指向当前列表项的索引。这里打印的是该成员的值，实际上是 TestList 中 pxIndex 成员所指向的地址。

      3. 打印 TestList 的 xListEnd 成员的地址：

        printf("TestList->xListEnd\t0x%p\t\r\n", (&TestList.xListEnd));
        • 功能：打印 TestList 中 xListEnd 成员的地址。
        • 解释：xListEnd 是 TestList 列表结构体中的一个成员，表示列表的结束位置。这里打印的是该成员的地址。

      4. 打印列表项地址：

        printf("ListItem1\t\t0x%p\t\r\n", &ListItem1);
printf("ListItem2\t\t0x%p\t\r\n", &ListItem2);
printf("ListItem3\t\t0x%p\t\r\n", &ListItem3);
        • 功能：打印三个列表项的内存地址。
        • 解释：&ListItem1、&ListItem2 和 &ListItem3 分别是这三个列表项的内存地址，用于调试和验证这些结构体的存储位置。

      5. 实验结果：

        在这里插入图片描述

        在这里插入图片描述

    3. 列表项1插入列表

      /* 第三步：列表项1插入列表 */
printf("/*****************第三步：列表项1插入列表******************/\r\n");
vListInsert((List_t*    )&TestList,         /* 列表 */
            (ListItem_t*)&ListItem1);       /* 列表项 */
printf("项目\t\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
printf("/**************************结束***************************/\r\n\r\n");

      插入操作

      vListInsert((List_t*)&TestList, (ListItem_t*)&ListItem1);
      • 功能：将 ListItem1 插入到 TestList 列表中。
      • 解释：vListInsert 是 FreeRTOS 提供的函数，用于将一个列表项插入到指定的列表中。此操作会将 ListItem1 插入到 TestList 中的正确位置，通常是按照 xItemValue 的顺序。

      打印列表项的指针状态

      打印输出语句的目的是验证插入操作后的列表状态。

      printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
      • 功能：打印 TestList 列表的 xListEnd 成员的 pxNext 指针的地址。
      • 解释：pxNext 指向列表末尾的下一个列表项。在插入操作后，xListEnd 的 pxNext 应该指向插入的列表项（ListItem1）。
      printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
      • 功能：打印 ListItem1 的 pxNext 指针的地址。
      • 解释：pxNext 是 ListItem1 的 next 指针。在插入操作后，ListItem1 的 pxNext 应该指向 xListEnd（即列表的末尾）。
      printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
      • 功能：打印 TestList 列表的 xListEnd 成员的 pxPrevious 指针的地址。
      • 解释：pxPrevious 指向列表末尾的前一个列表项。在插入操作后，xListEnd 的 pxPrevious 应该指向 ListItem1。
      printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
      • 功能：打印 ListItem1 的 pxPrevious 指针的地址。
      • 解释：pxPrevious 是 ListItem1 的 previous 指针。在插入操作后，ListItem1 的 pxPrevious 应该指向 xListEnd（即列表的末尾）。

      综合分析

      通过这段代码，你可以验证 ListItem1 是否成功插入到 TestList 列表中。插入操作完成后，应该能看到以下情况：

      • TestList->xListEnd->pxNext 应该指向 ListItem1。
      • ListItem1->pxNext 应该指向 xListEnd。
      • TestList->xListEnd->pxPrevious 应该指向 ListItem1。
      • ListItem1->pxPrevious 应该指向 xListEnd。

      实验结果

      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    4. 列表项2插入列表

      printf("/*****************第四步：列表项2插入列表******************/\r\n");
vListInsert((List_t*)&TestList, (ListItem_t*)&ListItem2); /* 插入 ListItem2 */
printf("项目\t\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
printf("ListItem2->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxNext));
printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
printf("ListItem2->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxPrevious));
printf("/**************************结束***************************/\r\n\r\n");

      这段代码的目的是将 ListItem2 插入到 TestList 列表中，并打印出插入操作后的列表状态，以便检查和验证列表结构是否正确更新。具体来说，这里主要关注插入后列表项的连接情况。下面是详细的分析：

      代码功能

      /* 第四步：列表项2插入列表 */
printf("/*****************第四步：列表项2插入列表******************/\r\n");
vListInsert((List_t*)&TestList, (ListItem_t*)&ListItem2); /* 插入 ListItem2 到 TestList 列表 */
printf("项目\t\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
printf("ListItem2->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxNext));
printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
printf("ListItem2->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxPrevious));
printf("/**************************结束***************************/\r\n\r\n");

      插入操作

      vListInsert((List_t*)&TestList, (ListItem_t*)&ListItem2);
      • 功能：将 ListItem2 插入到 TestList 列表中。
      • 解释：此操作将 ListItem2 插入到 TestList 列表中的正确位置，通常是按照 xItemValue 的顺序。在插入之前，ListItem1 已经在列表中，ListItem2 会根据它的 xItemValue 值决定它的插入位置。

      打印列表项的指针状态

      打印输出语句的目的是检查 ListItem2 插入后列表项之间的连接状态：

      printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
      • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxNext 指针的地址。
      • 解释：插入 ListItem2 后，xListEnd 的 pxNext 应该指向 ListItem2，因为 ListItem2 将成为列表的新的末尾项。
      printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
      • 功能：打印 ListItem1 的 pxNext 指针的地址。
      • 解释：插入 ListItem2 后，ListItem1 的 pxNext 应该指向 ListItem2，因为 ListItem2 将跟在 ListItem1 之后。
      printf("ListItem2->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxNext));
      • 功能：打印 ListItem2 的 pxNext 指针的地址。
      • 解释：插入 ListItem2 后，ListItem2 的 pxNext 应该指向 xListEnd，即列表的末尾。
      printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
      • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxPrevious 指针的地址。
      • 解释：插入 ListItem2 后，xListEnd 的 pxPrevious 应该指向 ListItem2，因为 ListItem2 现在是列表的最后一个有效项。
      printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
      • 功能：打印 ListItem1 的 pxPrevious 指针的地址。
      • 解释：插入 ListItem2 后，ListItem1 的 pxPrevious 应该指向 xListEnd，因为 ListItem1 之前的项是 ListItem2。
      printf("ListItem2->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxPrevious));
      • 功能：打印 ListItem2 的 pxPrevious 指针的地址。
      • 解释：插入 ListItem2 后，ListItem2 的 pxPrevious 应该指向 ListItem1，因为 ListItem1 是 ListItem2 的前一个项。

      综合分析

      在插入 ListItem2 后，

      • TestList->xListEnd->pxNext 应该指向 ListItem1。
      • ListItem1->pxNext 应该指向 ListItem2。
      • ListItem2->pxNext 应该指向 xListEnd。
      • TestList->xListEnd->pxPrevious 应该指向 ListItem2。
      • ListItem1->pxPrevious 应该指向 xListEnd。
      • ListItem2->pxPrevious 应该指向 ListItem1。

      实验结果

      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    5. 列表项3插入列表

      在插入 ListItem3 到 TestList 列表中的过程中，我们需要分析其如何影响列表的结构。以下是详细的分析，包括插入 ListItem3 后预期的指针状态。

      列表状态分析

      printf("/*****************第五步：列表项3插入列表******************/\r\n");
vListInsert((List_t*)&TestList, (ListItem_t*)&ListItem3); /* 插入 ListItem3 */
printf("项目\t\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
printf("ListItem2->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxNext));
printf("ListItem3->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem3.pxNext));
printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
printf("ListItem2->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxPrevious));
printf("ListItem3->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem3.pxPrevious));
printf("/**************************结束***************************/\r\n\r\n");

      结果分析：

      1. TestList->xListEnd->pxNext

        • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem1。在插入 ListItem3 后，xListEnd 的 pxNext 应指向列表的第一个有效项 ListItem1。

      2. ListItem1->pxNext

        • 功能：打印 ListItem1 的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem3。ListItem1 的 pxNext 应指向 ListItem3，因为 ListItem3 被插入在 ListItem1 和 ListItem2 之间。

      3. ListItem2->pxNext

        • 功能：打印 ListItem2 的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 TestList->xListEnd。ListItem2 是列表的最后一个有效项，因此它的 pxNext 应指向 xListEnd。

      4. ListItem3->pxNext

        • 功能：打印 ListItem3 的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem2。ListItem3 被插入在 ListItem1 和 ListItem2 之间，因此它的 pxNext 应指向 ListItem2。

      5. TestList->xListEnd->pxPrevious

        • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem2。xListEnd 的 pxPrevious 应指向列表的最后一个有效项，即 ListItem2。

      6. ListItem1->pxPrevious

        • 功能：打印 ListItem1 的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 xListEnd。在插入 ListItem3 后，ListItem1 的 pxPrevious 应指向 xListEnd，因为 ListItem1 是第一个有效项。

      7. ListItem2->pxPrevious

        • 功能：打印 ListItem2 的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem3。ListItem2 的 pxPrevious 应指向 ListItem3，因为 ListItem3 是 ListItem2 的前一个项。

      8. ListItem3->pxPrevious

        • 功能：打印 ListItem3 的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem1。ListItem3 被插入在 ListItem1 和 ListItem2 之间，因此它的 pxPrevious 应指向 ListItem1。

      总结

      在插入 ListItem3 后，

      • TestList->xListEnd->pxNext 应指向 ListItem1。
      • ListItem1->pxNext 应指向 ListItem3。
      • ListItem3->pxNext 应指向 ListItem2。
      • ListItem2->pxNext 应指向 xListEnd。
      • TestList->xListEnd->pxPrevious 应指向 ListItem2。
      • ListItem1->pxPrevious 应指向 xListEnd。
      • ListItem3->pxPrevious 应指向 ListItem1。
      • ListItem2->pxPrevious 应指向 ListItem3.

      实验结果

      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    6. 移除列表项2

      printf("/*******************第六步：移除列表项2********************/\r\n");
uxListRemove((ListItem_t*   )&ListItem2);   /* 移除列表项 */
printf("项目\t\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
printf("ListItem3->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem3.pxNext));
printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
printf("ListItem3->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem3.pxPrevious));
printf("/**************************结束***************************/\r\n\r\n");

      在调用 uxListRemove 后，ListItem2 将被从列表中断开，列表的其他项应保持连接。

      移除 ListItem2 后的列表状态

      在移除 ListItem2 后，ListItem3 和 ListItem1 之间的连接将直接建立，ListItem2 将不再存在于列表中。具体指针更新如下：

      1. TestList->xListEnd->pxNext

        • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem1。xListEnd 的 pxNext 应该仍指向列表的第一个有效项 ListItem1。

      2. ListItem1->pxNext

        • 功能：打印 ListItem1 的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem3。

      3. ListItem3->pxNext

        • 功能：打印 ListItem3 的 pxNext 指针的地址。
        • 预期结果：指向 TestList->xListEnd。在 ListItem2 被移除后，ListItem3 的 pxNext 应指向 xListEnd。

      4. TestList->xListEnd->pxPrevious

        • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem3。xListEnd 的 pxPrevious 应指向列表的最后一个有效项，即 ListItem3，因为 ListItem2 已被移除。

      5. ListItem1->pxPrevious

        • 功能：打印 ListItem1 的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 TestList->xListEnd。ListItem1 的 pxPrevious 应指向 xListEnd，因为 ListItem1 是列表中的第一个有效项。

      6. ListItem3->pxPrevious

        • 功能：打印 ListItem3 的 pxPrevious 指针的地址。
        • 预期结果：指向 ListItem1。ListItem3 的 pxPrevious 应指向 ListItem1，因为ListItem3 是 ListItem1 的下一个有效项。

      总结

      在移除 ListItem2 后，

      • TestList->xListEnd->pxNext 应指向 ListItem1。
      • ListItem1->pxNext 应指向 ListItem3。
      • ListItem3->pxNext 应指向 xListEnd。
      • TestList->xListEnd->pxPrevious 应指向 ListItem3。
      • ListItem1->pxPrevious 应指向 xListEnd。
      • ListItem3->pxPrevious 应指向 ListItem1。

      实验结果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  1. 列表末尾添加列表项2

    打印输出分析

    printf("/****************第七步：列表末尾添加列表项2****************/\r\n");
vListInsertEnd((List_t*)&TestList, (ListItem_t*)&ListItem2); /* 添加 ListItem2 到末尾 */
printf("项目\t\t\t\t地址\r\n");
printf("TestList->pxIndex\t\t0x%p\r\n", TestList.pxIndex);
printf("TestList->xListEnd->pxNext\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxNext));
printf("ListItem1->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxNext));
printf("ListItem2->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxNext));
printf("ListItem3->pxNext\t\t0x%p\r\n", (ListItem3.pxNext));
printf("TestList->xListEnd->pxPrevious\t0x%p\r\n", (TestList.xListEnd.pxPrevious));
printf("ListItem1->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem1.pxPrevious));
printf("ListItem2->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem2.pxPrevious));
printf("ListItem3->pxPrevious\t\t0x%p\r\n", (ListItem3.pxPrevious));
printf("/************************实验结束***************************/\r\n");

    解释每个打印语句的含义：

    1. TestList->pxIndex

      • 功能：打印 TestList 的 pxIndex 成员的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem1。pxIndex 通常指向列表中的第一个有效项。

    2. TestList->xListEnd->pxNext

      • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxNext 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem1。xListEnd 的 pxNext 应指向列表的第一个有效项。

    3. ListItem1->pxNext

      • 功能：打印 ListItem1 的 pxNext 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem3。ListItem1 的 pxNext 应指向 ListItem3。

    4. ListItem2->pxNext

      • 功能：打印 ListItem2 的 pxNext 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 TestList->xListEnd。因为 ListItem2 被重新添加到列表的末尾，它的 pxNext 应指向 xListEnd。

    5. ListItem3->pxNext

      • 功能：打印 ListItem3 的 pxNext 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem2。ListItem3 的 pxNext 应指向 ListItem2，因为 ListItem2 被添加到 ListItem3 的后面。

    6. TestList->xListEnd->pxPrevious

      • 功能：打印 TestList 的 xListEnd 成员的 pxPrevious 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem2。xListEnd 的 pxPrevious 应指向列表的最后一个有效项，即 ListItem2。

    7. ListItem1->pxPrevious

      • 功能：打印 ListItem1 的 pxPrevious 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 TestList->xListEnd。因为 ListItem1 是列表中的第一个有效项，它的 pxPrevious 应指向 xListEnd。

    8. ListItem2->pxPrevious

      • 功能：打印 ListItem2 的 pxPrevious 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem3。因为 ListItem2 被添加到列表的末尾，它的 pxPrevious 应指向 ListItem3。

    9. ListItem3->pxPrevious

      • 功能：打印 ListItem3 的 pxPrevious 指针的地址。
      • 预期结果：应指向 ListItem1。因为 ListItem3 现在是 ListItem2 的前一个项，它的 pxPrevious 应指向 ListItem1。

      总结

      在将 ListItem2 添加到列表末尾后，

      • TestList->pxIndex 应指向 ListItem1。
      • TestList->xListEnd->pxNext 应指向 ListItem1。
      • ListItem1->pxNext 应指向 ListItem3。
      • ListItem2->pxNext 应指向 xListEnd。
      • ListItem3->pxNext 应指向 ListItem2。
      • TestList->xListEnd->pxPrevious 应指向 ListItem2。
      • ListItem1->pxPrevious 应指向 xListEnd。
      • ListItem2->pxPrevious 应指向 ListItem3。
      • ListItem3->pxPrevious 应指向 ListItem1。

    实验结果：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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