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為什么要在鏈表中宣告指標?

2022-06-28 18:55:03 軟體設計

我是 C 語言的新手。

學習鏈表,我發現使用指標很難理解。

(我了解鏈表與陣列相比的好處。)

假設我有 3 個客戶和每個客戶的特定價值。

struct linknode{
  int data;
  struct linknode *next
}; 

為什么我們使用像 (case1) 這樣的指標

linknode *a = malloc(sizeof(Node));
linknode *b = malloc(sizeof(Node));
a->value = 1;
b->value = 2;

a->next = b;
b->next = NULL;

怎么樣只是(案例2)

linknode a, b;
a.value = 1;
b.value = 2;

a.next = &b;
b.next = NULL;

不能用案例2制作鏈表嗎?也可以插入,洗掉?

謝謝。

uj5u.com熱心網友回復:

不能用案例2制作鏈表嗎?也可以插入,洗掉?

有可能,只是不是很有用。您的串列的最大大小受限于您??宣告的變數數量,我懷疑您是否會想要宣告十幾個單獨的變數。

您可以做的是使用陣列作為后備存盤 - 而不是宣告單獨的變數ab您可以宣告一個包含 10、100 或 1000 個元素的陣列,然后執行以下操作:

a[i].next = &a[j];

但是您仍然受到限制-您的串列永遠不能大于陣列。使用動態記憶體的優點是串列大小不受限制(至少,沒有一些固定的編譯時間限制);但是,這意味著弄亂指標。

指標是 C 編程的基本部分——如果不以某種方式使用指標,就無法撰寫有用的 C 代碼。

編輯:鏈接串列的更現實的實作將使用insert類似的函式

/**
 * Inserts items into the list in ascending order.
 *
 * If the list is empty (head is NULL) or if the value
 * of the new node is less than the value of the current
 * head, then the new node becomes the new head of the
 * list.
 *
 * Returns the pointer to the new node.  If the allocation
 * was unsuccessful, it returns NULL.
 */
struct linknode *insert( struct linknode **head, int val )
{
  struct linknode *newnode = calloc( 1, sizeof *newnode );

  if ( !newnode )
    return NULL;

  newnode->data = val;
    
  if ( !*head )    
  {
    /**
     * list is empty, newnode becomes the head of the list.
     */
    *head = newnode;
  }
  else if ( newnode->data < (*head)->data )
  {
    /**
     * Value stored in newnode is less than the
     * value stored at the list head, newnode
     * becomes the new list head.
     */
    newnode->next = *head;
    *head = newnode;
  }
  else
  {
    /**
     * Iterate through the list and insert the 
     * newnode in the correct location. 
     */
    struct linknode *cur = *head;
    while ( cur->next && cur->next->data < newnode->data )
      cur = cur->next;
    newnode->next = cur->next;
    cur->next = newnode;
  }
  return newnode;
} 

它會像這樣使用:

int main( void )
{
  struct linknode *list = NULL;
  int val;

  while ( scanf( "%d", &val ) == 1 )
  {
    if ( !insert( &list, val ) )
    { 
      fprintf( stderr, "Could not add %d to list, not taking any more input...\n", val );
      break;
    }
  }
  ...
}

所以串列的元素是動態分配和添加的,你只受到可用記憶體量的限制。

uj5u.com熱心網友回復:

靜態分配的節點(后者)很好,但在實踐中不是很有用。

您可能需要將節點添加到您的串列中。壓倒性地支持其中一些需要動態分配的機會。例如,在回圈中創建的節點需要動態分配。

如果您混合了靜態和動態分配的節點,那么如果每個節點中沒有一些額外的標志,您將不知道要釋放哪些節點。這會增加程式的復雜性。只處理動態分配的節點比處理混合節點更容易。

uj5u.com熱心網友回復:

有一種方法可以在沒有指標的情況下構建類似的資料結構。這與用于序列化鏈接資料結構以進行存盤或傳輸的技術相同,其中指標失去了意義。

您分配一個大型固定靜態陣列,將資料放入其中,并使用整數作為“指標”索引到陣列中。使用整數作為索引通常稱為游標

typedef unsigned index;
typedef struct linknode {
  int data;
  index next;
} link;

link memory[ 1000 ];
index next = 0;

然后,您可以將資料添加到其中。

link *a = memory   next  ;
link *b = memory   next  ;
a->data = 1;
b->data = 2;
a->next = b - memory;

需要為健壯的系統制定一些細節,例如索引是否0被認為是有效的或 NULL 指標,或者是否所有.next索引都需要使用一些非零“空”索引進行預初始化。IMO,最簡單的方法是將0其視為 NULL 并初始化next1.

您也可以在不使用指標的情況下像上面那樣創建節點,但是跟蹤索引有點笨拙,并且涉及索引的運算式更麻煩。

index a_index = next  ;
index b_index = next  ;
memory[ a ].data = 1;
memory[ b ].data = 2;
memory[ a ].next = b_index;

旁白:您的malloc通話還有改進的空間。

linknode *a = malloc(sizeof(Node));

更好的方式是使用同一行代碼中的型別名或變數名,這樣一目了然。

linknode *a = malloc( sizeof( linknode ) );

或者,許多人更喜歡使用變數本身,然后您可以根據需要輕松更改型別,因為它只撰寫一次。

linknode *a = malloc( sizeof *a );

通過給出sizeof一個運算式引數(你可以這樣做,因為它是一個運算子,而不是一個函式),你也可以去掉括號。運算式引數sizeof不被評估,只是檢查它的型別。如果型別被可變修改,則會出現一個奇怪的例外,但這太復雜而無法解釋(我不完全理解)。所以請記住,有一個*a奇怪的例外,但在上面的代碼中大部分是安全的,因為sizeof只需要型別的大小。

將其視為“如果呼叫成功,大小將是多少”。malloc

uj5u.com熱心網友回復:

您的示例不是關于指標,而是關于記憶體分配和生命周期。

linknode *a = malloc(sizeof(linknode)); //creates a linknode on heap
linknode b; //creates a linknode on stack

第一個示例在堆上創建一個節點。它存在于記憶中,直到你出現free它。第二個示例在堆疊上創建一個節點。它存在直到程式離開當前范圍(例如一個函式)。

指標很容易理解,它們只是指向某個地方。您可能已經在 J??ava、C# 或其他語言中使用過指標(它們在這些語言中被稱為不同的名稱,但它們的作業方式基本相同)。難以理解的是物件的生命周期。在其他語言中,垃圾收集器通過魔術確保物件只要需要它們就一直存在。在 C 中,您有責任仔細設計物件的生命周期。如果你搞砸了生命周期,你最終會使用已經分配給其他東西的記憶體,或者最終導致記憶體泄漏。

在您的第二個示例中,該串列在函式回傳時不再存在。我想這不是你想要的。

在你的兩個例子struct linknode *next中都是一個指標。一種是指向堆上的物件,另一種是指向堆疊上的物件,但指標的作業方式相同。它是魔術發生的指標的目標。

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/496563.html

標籤:C 指针

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