链表打印出意外的值

Question

无论我检查了多少参考资料，我总是发现我的实现是合理的。 但是，这个程序不起作用，我不知道为什么。 请帮忙。谢谢你。 我有这门课

class intNode
{
    int x;
    intNode * next;
    public:
        intNode();
        intNode(int y, intNode *p);
        setNode(int y, intNode *p);
        int getX();
        void setX(int y);
        void setNext(intNode *p);
        intNode* getNext();
};

还有这个类

class intList
{
    private:
       intNode * head;
    public:
       intList(); //sets head=NULL
       void push( int x);
       void print();
 }

推送如下

      void intList::push(int x)
      {
        intNode *newNode;
        newNode->setX(x);
        newNode->setNext(head);
        head = newNode;
      }

打印如下

void intList::print()
{
    intNode *current = head;
    cout << "Printing list" << endl;
    while(current != NULL)
    {
        cout << current->getX() << "\t";
        current = current->getNext();
    }
    cout << endl;
}

但不知何故，这段代码在main

intList l;
l.push(5);
l.print();

返回这个奇怪的值：6946556

Answer 1

在intList::push 中，它不会创建新节点，而是为其使用不确定的指针值。

必须分配新节点：

void intList::push(int x) {
    head = new intNode(x, head);
}

您可能希望在启用警告的情况下编译您的代码，因为那将是一个编译器警告。对于g++，请使用-Wall -Wextra -Werror 命令行选项。

Answer 2

让我们检查一下您的 push 方法，看看哪里出了问题。

intNode *newNode;

您现在有一个名为newNode 的变量，它是一个指向intNode 的指针。 该指针当前未设置为任何值（我们称之为“未初始化”）。

试图访问一个未初始化的变量（例如取消引用它或调用它的方法）会导致undefined behavior，这是另一种说法“所有赌注都没有”——标准没有说明应该发生什么，所以你的编译器可以生成它想要的任何东西。

所以当你这样做时：

newNode->setX(x);

您现在正在对未初始化的指针newNode 调用方法。除此之外的任何事情都与我们对代码的检查几乎无关，因为编译器在优化程序时可能会无意中执行许多看似“疯狂”的事情。

例如，您的程序在g++ 6.4.0 和-O0 上运行良好。它打印 5。这是因为编译器没有优化任何东西，我们显然得到了“幸运”，而 newNode“恰好是”的值实际上是一个有效的地址。

但是，当我转到-O1 时，程序实际上根本没有输出任何值。我的怀疑是编译器确定 push 在所有代码路径上都会导致 UB，因此得出结论，绝对不能调用 push，并且根本不费心为该方法生成任何程序集。 （注意：我当时没有在程序集中验证这一点。）

这只是调用未定义行为时发生的疯狂事情之一 - 请参阅上面链接的文章了解其他一些内容。未定义的行为应该绝不在您的代码中发生。

现在，正确的做法是分配一个 new 节点并设置指针指向它。用

初始化它

intNode *newNode = new intNode();

，那么您的代码看起来不错。不要忘记new 是一个堆分配——你的工作是确保它在不再需要时是deleted（当你删除节点时），否则你会有杂散的内存没有被使用（ memory leak)。

PS：如果你用-Wall 选项调用g++，它会警告你这个错误：

test.cpp: In member function ‘void intList::push(int)’:
test.cpp:30:17: warning: ‘newNode’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
 newNode->setX(x);

始终注意编译器警告 - 它们通常是有充分理由的！

Answer 3

Treeston 很好地解释了为什么这里会出现任意怪异现象，但我不喜欢他使用 new 的建议。

您的 intNode 拥有 next 指针，并且它是 唯一 所有者，因此您应该改用 std::unique_ptr。同样 intList 拥有 head.

class intNode {
    friend class intList;
    int x;
    std::unique_ptr<intNode> next;
public:
    intNode();
    intNode(int _x, std::unique_ptr<intNode> _next); 
    int getX();
    intNode * getNext();
};

intNode::intNode() {}

intNode::intNode(int _x, std::unique_ptr<intNode> _next)
    : x(_x), next(std::move(_next)) {}

class intList {
    std::unique_ptr<intNode> head;
public:
    void push(int x);
    void print();
}

void intList::push(int x) {
    head = std::make_unique(x, std::move(head));
}

void intList::print()
{
    cout << "Printing list" << endl;
    for(intNode * current = head.get(); current; current = current->getNext())
    {
        cout << current->getX() << "\t";
    }
    cout << endl;
}