为什么我不能将新元素推回列表

Question

当我尝试将新元素推回列表时遇到问题。

这个问题是根据主体中的调用编写PushBack()的函数实现。所以我的问题只是关于函数PushBack()。

#include <iostream>

 class Node{
 public:
    static Node* MakeNode() { return new Node(100); }
    Node* prev;
    Node* next;
    int value;
 private:
    Node(int num) : value(num), prev(NULL), next(NULL) {}
};

void PushBack(Node* simple, Node* newNode){
    if (simple == NULL){
        //still a empty list
        simple = newNode;
       }
    else{
    //need to loop to the end of list because there is no "tail" in the class
    Node* itr = simple;
    while (itr->next != NULL){
        itr = itr->next;
    }
    newNode->prev = itr;
    itr->next = newNode;
}
return;
}

int main()
{
    Node* simple = NULL;
    PushBack(simple, Node::MakeNode());
    std::cout << (simple == NULL);
    PushBack(simple, Node::MakeNode());
    PushBack(simple, Node::MakeNode());
    PushBack(simple, Node::MakeNode());
    while (simple != NULL){
       std::cout << simple->value << std::endl;
       simple = simple->next;
    }
    return 0;
}

我有两个关于函数PushBack()的参数类型的问题：

1. MakeNode()的返回类型是static Node*，但是为什么我们要把PushBack()中的第二个参数类型设置为Node*呢？为什么不static Node *？

2. 一开始，我尝试了void PushBack(Node* simple, Node* newNode)，但是当程序完成并从PushBack()退出时，simple又变成了NULL。 所以新元素不能添加到列表中。我必须使用void PushBack(Node*& simple, Node* newNode)。

为什么我需要在此处添加& 符号？我认为如果我将指针值传递给函数，可以直接更改指针简单。但似乎情况并非如此。

我的问题和这个段有什么区别：？

void changeVal(int* data){
    for (int i = 0; i < 9; i++)
        *(data + i) = 99;
  }
void main()
{
     int *data;
     data = new int[10];
     changeVal(data);
     for (int i = 0; i < 9; i++)
         std::cout << data[i] << std::endl;
 }

我将指针data传递给changeVal()，函数内部可以改变内容。我不太明白这两者的区别。

我没能在网上找到一些有用的解释，所以我在这里问。

Answer 1

1. 不，MakeNode() 的返回类型是Node*。您可以将类方法声明为static，这样您就可以在不需要类实例的情况下调用该方法，您可以在类类型本身上调用该方法。在这种情况下，static 不是返回值的一部分，它是类方法本身的一部分。至于PushBack()，没有static 函数参数这样的东西。该函数作用于Node 类的特定实例，因此它只是一个常规指针。

2. 当您将simple 参数声明为Node* 时，您将按值 传递Node* 变量。该参数接收Node* 变量的当前值 的本地副本。函数读取或更改参数值的任何操作都是使用该 copy 完成的，而不是 original 变量。这就是为什么main() 中的simple 变量在PushBack() 退出时没有改变。

   另一方面，当您将simple 参数声明为Node*& 时，您将通过引用 传递您的Node* 变量。该参数接收原始Node* 变量的内存地址。函数读取或更改参数值的任何操作都是直接使用 original 变量完成的，而不是 copy。这就是为什么 main() 中的 simple 变量在 PushBack() 退出时发生变化的原因。

引用本质上是编译器管理的指针。不允许将其设置为 NULL，并且每当您从/向其读取/写入值时，它都会自动取消引用。因此，如果您将引用视为隐式指针，PushBack(Node*&) 的功能等同于PushBack(Node**)（带有额外的编译器验证），类似于以下内容：

void PushBack(Node** simple, Node* newNode){
    if (*simple == NULL){
        //still a empty list
        *simple = newNode;
    }
    else{
        //need to loop to the end of list because there is no "tail" in the class
        Node* itr = *simple;
        while (itr->next != NULL){
            itr = itr->next;
        }
        newNode->prev = itr;
        itr->next = newNode;
    }
    return;
}

PushBack(&simple, ...);

Answer 2

你需要传递一个指针引用而不仅仅是一个指针，这样 可以在 PushBack 函数内部更改 simple 指向的地址。

这是来自MSDN的定义。

指针引用的声明方式与 对对象的引用。声明对指针的引用会产生一个 像普通指针一样使用的可修改值。

让我创建一个简单的插图：

地址 |价值

[0001]->
[0002]->
[0003]->
[0004]->
......
[nnnn]->

当你启动你的程序时，你的变量 simple 指向 NULL：

[0001]->NULL 
[0002]
[0003]
[0004]
......
[nnnn]

当您第一次调用 PushBack 时，您只是传递了指向的值 通过简单的变量，它只是 NULL。

[0001]->NULL 

当您在 PushBack 函数中更改它的值时，您只是 更改该函数的本地副本，而不是实际的指针简单变量。 完成对 PushBack 的调用后，您的简单变量仍然指向 为 NULL。

现在，当您传递引用指针时，您传递的是用作指针的简单变量的可修改值。当您更改指针的值时，您也在更改实际简单变量所指向的值。 使用指针引用调用 PushBack 后，简单变量将 现在指向 MakeNode 返回的新实例的地址。

[0001]->newNode 
[0002]
[0003]
[0004]
......
[nnnn]