C - 如何更改函数外部的指针？

Question

我正在自己研究 C 中的数据结构，我正在尝试实现一个链表，但我不明白如何在添加新值时更改起始指针。这是我的实际代码：

#include <stdlib.h>

typedef struct node {
    int value;
    struct node *next;
};

struct node *transverse_list(struct node *start) {
    struct node *current_node;
    struct node *last;

    current_node -> next = start;

    while(current_node -> next != NULL) {
        printf("Current value: %d\n", current_node -> value);
        current_node = current_node -> next;
    }

    last = current_node;

    return last;
}

void add_element(int value, struct node *start) {
    struct node *new_node, *ptr_new_node;

    new_node = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));
    ptr_new_node = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));

    if(start == NULL) {
        printf("start: %d\n", start);
        new_node -> value = value;
        new_node -> next = NULL;
        start = new_node;
        printf("start: %d\n", start);
        printf("Pointer value: %d\n", start -> value);
    } else {
        struct node *last;
        last = transverse_list(start);
        new_node -> value = value;
        ptr_new_node = NULL;
        new_node -> next = ptr_new_node;
    }
}

int main() {
    struct node *start = NULL;

    add_element(2, start);
    add_element(3, start);
    add_element(5, start);
    add_element(7, start);
    add_element(11, start);
    add_element(13, start);

    transverse_list(start);

    return 0;
}

哪些打印：

start: 0
start: 7084208  
Pointer value: 2
start: 0        
start: 7084240  
Pointer value: 3
start: 0        
start: 7084272
Pointer value: 5
start: 0
start: 7084304
Pointer value: 7
start: 0
start: 7083968
Pointer value: 11
start: 0
start: 7084000
Pointer value: 13

我之前为另一个练习编写了这段代码，它的 sum() 函数改变了 main 函数中指针的值。

void sum(int*, int*, int*);

int main() {
    int num1, num2;
    int *total;

    num1 = 10;
    num2 = 15;

    sum(&num1, &num2, &total);
    printf("Sum: %d\n", total);

    return 0;
}

void sum(int *a, int *b, int *t) {
    *t = *a + *b;
}

哪些打印：

Sum: 25

我试图将起始指针传递给 add_element 函数（例如：add_element(2, &start)），但它给了我一个分段错误。

为什么第一个例子不像第二个例子那样工作？

Answer 1

在添加、删除或排序链表时，“头”指针（您的起始指针）中的值可能会发生变化。

要让被调用函数更改该指针的内容，必须将指针的地址传递给它——或者——返回该指针的新内容，并将返回的值分配给“头”指针

Answer 2

这段代码

void sum(int*, int*, int*);

int main() {
    int num1, num2;
    int *total;

    num1 = 10;
    num2 = 15;

    sum(&num1, &num2, &total);
    printf("Sum: %d\n", total);

    return 0;
}

void sum(int *a, int *b, int *t) {
    *t = *a + *b;
}

不正确，因为在这个陈述中

*t = *a + *b;

您正在尝试在此语句中分配一个带有整数的指针而不进行强制转换

printf("Sum: %d\n", total);

您在输出指针时使用了错误的转换说明符 %d。

这些功能

struct node *transverse_list(struct node *start) {
    struct node *current_node;
    struct node *last;

    current_node -> next = start;

    while(current_node -> next != NULL) {
        printf("Current value: %d\n", current_node -> value);
        current_node = current_node -> next;
    }

    last = current_node;

    return last;
}

void add_element(int value, struct node *start) {
    struct node *new_node, *ptr_new_node;

    new_node = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));
    ptr_new_node = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));

    if(start == NULL) {
        printf("start: %d\n", start);
        new_node -> value = value;
        new_node -> next = NULL;
        start = new_node;
        printf("start: %d\n", start);
        printf("Pointer value: %d\n", start -> value);
    } else {
        struct node *last;
        last = transverse_list(start);
        new_node -> value = value;
        ptr_new_node = NULL;
        new_node -> next = ptr_new_node;
    }
}

没有意义，调用未定义的行为并产生内存泄漏。

您需要更改函数add_element 中main 中定义的指针start。在这种情况下，您需要通过引用函数来传递指针。在 C 中，通过引用传递意味着通过指针间接传递对象。

函数add_element可以通过以下方式声明和定义

int add_element( struct node **start, int value ) 
{
    struct node *new_node = malloc( sizeof( struct node ) );
    int success = new_node != NULL;

    if ( success )
    {
        new_node->value = value;
        new_node->next  = NULL;

        while( *start != NULL ) start = &( *start )->next;

        *start = new_node;
    }

    return success;
}

据我了解，函数transverse_list 用于输出列表。可以通过以下方式声明和定义

FILE * transverse_list( struct node *start, FILE *fp ) 
{
    for ( struct node *current = start; current != NULL; current = current->next )
    {
        fprintf( fp, "%d -> ", current->value );
    }

    fputs( "null", fp );

    return fp;
}

在 main 你可以写

struct node *start = NULL;

add_element( &start, 2 );
add_element( &start, 3 );
add_element( &start, 5 );
add_element( &start, 7 );
add_element( &start, 11 );
add_element( &start, 13 );

transverse_list( start, stdout );

注意这个typedef

typedef struct node {
    int value;
    struct node *next;
};

没有多大意义，因为它没有为struct node 类型引入别名。相反，你可以写例如

typedef struct node {
    int value;
    struct node *next;
} node;

或者你可以只声明结构

struct node {
    int value;
    struct node *next;
};

这是一个演示程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct node 
{
    int value;
    struct node *next;
};

int add_element( struct node **start, int value ) 
{
    struct node *new_node = malloc( sizeof( struct node ) );
    int success = new_node != NULL;

    if ( success )
    {
        new_node->value = value;
        new_node->next  = NULL;

        while( *start != NULL ) start = &( *start )->next;

        *start = new_node;
    }

    return success;
}

FILE * transverse_list( struct node *start, FILE *fp ) 
{
    for ( struct node *current = start; current != NULL; current = current->next )
    {
        fprintf( fp, "%d -> ", current->value );
    }

    fputs( "null", fp );

    return fp;
}

int main(void) 
{
    struct node *start = NULL;

    add_element( &start, 2 );
    add_element( &start, 3 );
    add_element( &start, 5 );
    add_element( &start, 7 );
    add_element( &start, 11 );
    add_element( &start, 13 );

    transverse_list( start, stdout );
    
    return 0;
}

程序输出是

2 -> 3 -> 5 -> 7 -> 11 -> 13 -> null