链表中节点的动态内存分配答案

【问题标题】：Dynamic memory allocation for node in linked list链表中节点的动态内存分配
【发布时间】：2020-12-08 23:25:00
【问题描述】：

为什么当我必须声明一个指向节点（头）的指针时，我还必须为它分配malloc 或calloc 的内存？我看到生成列表（此处未导入）的代码也可以正常工作，无需为其分配内存，只需声明node *head。

typedef struct str_node{
    int data;
    struct str_node *next;
}node;

int main(){

    node *head;

    head = (node*) malloc(sizeof(node));
    head = NULL;

为什么当我像上面那样分配内存时我必须写(node*)？既然我是在头上做的，它不是已经分配给一个结构节点了吗？那行代码到底是什么意思？此外，当我写head = NULL时，我是把指针头的地址设置为NULL还是什么？

【问题讨论】：

你不必写(node*)，这里很多人强烈建议你不要写。（它在 C++ 中是必需的，但这是一种不同的语言，在 C++ 中你不应该使用 malloc。）
(node*) 只是将结果转换为指向node 的指针，head = NULL 清除列表（将根设置为NULL 并且不应该在这里因为必须使用free 释放malloc 返回值）。
见Do I cast the result of malloc?
好的，但我不会将结果转换为指向已经声明“head = ....”的节点的指针@רועיאבידן
是的，这就是为什么@rici 正确地说，你不必这样做（在 C 中，而不是 C++ 中）。

标签： c memory-leaks linked-list dynamic-memory-allocation

【解决方案1】：

这段代码sn-p

node *head;

head = (node*) malloc(sizeof(node));
head = NULL;

产生内存泄漏。

首先为node 类型的对象分配内存，并将其地址分配给指针head

head = (node*) malloc(sizeof(node));

然后立即覆盖指针的值。

head = NULL;

因此分配的内存地址丢失，分配的内存无法释放。

代码 sn-p 没有任何意义。写就够了

node *head = NULL;

在这种情况下，您最初将有一个空列表。

为什么当我像上面那样分配内存时我必须写 (node*)？

函数malloc 返回一个void * 类型的指针。 void * 类型的指针可以分配给任何其他对象类型的指针。所以在 C 中，强制转换是多余的。

在 C++ 中，您必须将 void * 类型的指针显式转换为 void * 类型的指针所分配的对象指针的类型。

此外，当我写 head = NULL 时，我设置了指针的地址前往 NULL 还是什么？

您没有设置指针本身的地址。该指针由编译器分配并具有自动存储持续时间。您将类型为node * 的变量head 的值设置为NULL。

【讨论】：

它是否是多余的，因为我已经将分配的内存分配给了一个声明“head = ...”的节点，因为 head 已经是一个节点？
@Boninissimo head 是指针类型节点 * 的变量，没有创建类型节点的对象。那就是指针还没有指向任何有效的对象。

【解决方案2】：

Malloc 用于分配指定大小的内存块，即在这种情况下，它是 (sizeof(node))，它是链表中的“项目”。这可用于让您的链表增长。

(node*) 用于分配内存的类型。 Example from GeeksForGeeks

我推荐阅读这个https://www.geeksforgeeks.org/dynamic-memory-allocation-in-c-using-malloc-calloc-free-and-realloc/ 它将解释一些基本原理。

最后回答这个“为什么当我必须声明一个指向节点（头）的指针时，我还必须为它分配 malloc 或 calloc 的内存？”。

指针将编译器指向一个内存地址，因此当您使用 malloc 声明一段内存时，您需要指向该内存的开头，以便您可以访问它（因此为什么需要指定大小以便您知道如何远读/写）。

【讨论】：

请在您的答案中包含来自链接的重要代码。链接可能会失效，然后这些信息就会丢失。

【解决方案3】：

在 C 中，指针是值，就像整数一样。当你写：

int a;
a = 3;

您将值 3 存储到变量 a。

当你写作时：

int* p;
p = NULL;

您将值NULL 存储到变量p 中。 指针没有什么特别之处。 赋值不依赖于p 的值，即它可能指向或可能不指向的内容。（在这种情况下，它没有指向任何东西，但这无关紧要。）

malloc 返回一个指向内存区域的指针，如上所述，它是一个值。指针没有内在元数据； malloc 不需要超出内存区域大小的任何信息。特别是，它不知道（或关心）内存区域将用于什么。一旦产生了该值，您就可以按照您认为合适的方式处理它，例如：

int* p;
p = malloc(sizeof *p);

由于p 被声明为指向int 的指针，因此预计p 指向的内存可以保存int。（它还没有，但它可以。）但是你可以传递指针（作为一个值），而不会对存储在指向的内存中的整数（如果有的话）产生任何影响。例如，在

int* q = p;

q 和 p 指向同一个内存。

如果您发现其中任何一个令人困惑，可能是因为您期望指针不是简单值。但是，它们是简单的价值观，您需要一个基于该简单现实的心智模型。

【讨论】：