為什么在函式內使用new關鍵字宣告實體指標會導致問題和未定義的行為？

我正在學習 C ，在解決 HackerRank 平臺上的挑戰時遇到了一些有趣的事情。代碼來自鏈表問題。display目標是用類中的方法顯示鏈表Solution。我注意到我必須在初始化類實體時使用 new 關鍵字才能使其正常作業，否則代碼不會檢測到串列的結尾。請參閱以下兩個代碼及其各自的輸出。

為什么在第二個代碼示例中未使用new關鍵字時未正確檢測到鏈表的末尾？我在互聯網上讀到不鼓勵使用new，因為之后需要明確洗掉指標以避免記憶體泄漏，所以我很困惑。

兩個代碼都使用相同的以下輸入：

輸入

4
2
3
4
1

代碼 1

#include <iostream>
#include <cstddef>
using namespace std;    
class Node
{
    public:
        int data;
        Node *next;
        Node(int d){
            data=d;
            next=NULL;
        }
};
class Solution{
    public:

      Node* insert(Node *head,int data)
      {
          //Complete this method
        Node* new_node = new Node(data); //Check this line
        if (head) {
          Node *current = head;
          while(current->next) {
            current = current->next;
          }
            current->next = new_node;
        }
        else
        {
          head = new_node;

        }
        //   Node** pp = &head;
        //   while (*pp) {
        //       pp = &((*pp)->next);
        //   }
        //   *pp = new Node(data);
        return head;
   
      }

      void display(Node *head)
      {
          Node *start=head;
          while(start)
          {
              cout<<start->data<<" ";
              start=start->next;
          }
      }
};
int main()
{
    Node* head=NULL;
    Solution mylist;
    int T,data;
    cin>>T;
    while(T-->0){
        cin>>data;
        head=mylist.insert(head,data);
    }   
    mylist.display(head);
        
}

輸出 1（正確）

2 3 4 1 

代碼 2

#include <iostream>
#include <cstddef>
using namespace std;    
class Node
{
    public:
        int data;
        Node *next;
        Node(int d){
            data=d;
            next=NULL;
        }
};
class Solution{
    public:

      Node* insert(Node *head,int data)
      {
          //Complete this method
        Node new_node(data);
        if (head) {
          Node *current = head;
          while(current->next) {
            current = current->next;
          }
            current->next = &new_node;
        }
        else
        {
          head = &new_node;

        }
        //   Node** pp = &head;
        //   while (*pp) {
        //       pp = &((*pp)->next);
        //   }
        //   *pp = new Node(data);
        return head;
   
      }

      void display(Node *head)
      {
          Node *start=head;
          while(start)
          {
              cout<<start->data<<" ";
              start=start->next;
          }
      }
};
int main()
{
    Node* head=NULL;
    Solution mylist;
    int T,data;
    cin>>T;
    while(T-->0){
        cin>>data;
        head=mylist.insert(head,data);
    }   
    mylist.display(head);
        
}

輸出 2（不正確）

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1....

uj5u.com熱心網友回復：

雖然 using 確實new需要顯式解除分配，但這也意味著如果您不使用 using new，那么物件的生命周期已經以某種方式被隱式管理。

這是在您的第二種情況下發生的情況：

Node new_node(data);
head = &new_node;

在這里，您實際上是在獲取區域變數的地址并將其分配給全域變數。但是當函式回傳并且您存盤的地址不再有效時，區域變數本身不再存在。

相反，當您使用new時，物件的記憶體被分配在一個獨立的堆中，并且只要您不這樣做就一直存在delete。

PS。在 c 中，您可以（并且應該）nullptr使用NULL

uj5u.com熱心網友回復：

如前所述，當函式回傳時，您的資料結構指向一個已經超出范圍的本地物件。訪問不存在的物件會導致未定義的行為。

您似乎試圖避免使用new. 避免顯式使用的一種方法new是使用智能指標來表示您的Node.

基于的解決方案unique_ptr可能類似于：

struct Node;
using NodePtr = std::unique_ptr<Node>;

因此new，您可以使用而不是呼叫make_unique。

class Node {
    friend class Solution;

    int data_;
    NodePtr next_;

    static NodePtr make (int d) {
        return std::make_unique<Node>(d);
    }

public:
    Node (int d) : data_(d) {}

};

為避免搜索最后一個元素，您可以在串列中始終保持對最后一個元素的參考。我實作了一個被呼叫的墊片NodeRef，std::reference_wrapper使它更像一個指標。

class Solution {
    NodePtr head_;
    NodeRef tail_;

public:
    Solution () : tail_(head_) {}

    void insert (int d) {
        *tail_ = Node::make(d);
        tail_ = tail_->next_;        
    }

    void display () {
        NodeRef p = head_;
        while (p) {
            std::cout << p->data_ << ' ';
            p = p->next_;
        }
    }
};

在線嘗試！

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