C++ 链表 HEAD 不断重置为 NULL答案

【问题标题】：C++ Linked List HEAD keeps resetting to NULLC++ 链表 HEAD 不断重置为 NULL
【发布时间】：2021-10-29 03:21:07
【问题描述】：

我需要帮助来了解为什么我的链接列表方法不能按预期工作。

#include <iostream>
using namespace std;

class Node {
public:
    int Data;
    Node* Next;
    
    Node(int data) {
        Data = data;
        Next = NULL;
    }
};

void insertNodeAtEnd(Node* HEAD, int data) {
    Node* it = HEAD;
    if (HEAD == NULL) { HEAD = new Node(data); }
    else {
        while (it->Next != NULL) { it = it -> Next; }
        it -> Next = new Node(data);
    }
}

void printLinkedList(Node* HEAD) {
    Node* it = HEAD;
    while (it != NULL) {
        cout << it->Data << endl;
        it = it -> Next;
    }
}

int main() {
    Node* HEAD = NULL;
    // Node* HEAD = new Node(0);
    
    insertNodeAtEnd(HEAD, 5);
    insertNodeAtEnd(HEAD, 2);
    insertNodeAtEnd(HEAD, 10);
    
    printLinkedList(HEAD);
    return 0;
}

上面的main() 函数不起作用（即：没有输出，并且只要控件离开insertNodeAtEnd()，HEAD 就会一直重置为 NULL），我在 SO 上发现了类似的问题，解释了这一点是因为指针是按值传递的，这对我来说有部分意义。
如果指针作为值传递，当我在 main() 函数中将 Node* HEAD = NULL; 替换为 Node* HEAD = new Node(0); 时，为什么它会按预期工作？

如果我像 Node* HEAD = new Node(0); 一样初始化 HEAD，但在最初 HEAD = NULL 的情况下不会添加节点？通过使用pointer to pointer，我能够让它正常工作，但我不明白为什么这种方法不起作用。如果我没有正确解释我的问题，我很抱歉，如果需要任何澄清，请告诉我。

【问题讨论】：

我没有阅读所有内容，这可能无法回答您的问题，但if (HEAD == NULL) { HEAD = new Node(data); } 是内存泄漏。
@Brotcrunsher 我知道你说的是对的，因为 HEAD 没有保留新节点但内存从未释放，但我不明白为什么

标签： c++ pointers linked-list

【解决方案1】：

基本问题可以简化为以下代码：

void insertNodeAtEnd(Node* HEAD, int data) {
    //...
    if (HEAD == NULL) { HEAD = new Node(data); }
    //...
}

int main() {
    Node* HEAD = NULL;
    insertNodeAtEnd(HEAD, 5);
    //...

您似乎认为在insertNodeAtEnd 内分配给HEAD 会改变main 内的HEAD 变量。这不是真的。您的指针是按值传递的，因此会为函数复制地址。更改此复制的变量不会更改 main 内的 HEAD 的值。

要解决此问题，您可以将指针传递给指针，如下所示：

void insertNodeAtEnd(Node** HEAD, int data) {
    //...
    if (*HEAD == NULL) { *HEAD = new Node(data); }
    //...
}

int main() {
    Node* HEAD = NULL;
    insertNodeAtEnd(&HEAD, 5);
    //...

这个指向指针的指针仍然是按值传递的，但是它指向的指针将与来自main 的指针相同。

【讨论】：

意识到如果你为第一个参数传入NULL，你的代码将会崩溃，即insertNodeAtEnd(NULL, 5);（将*HEAD解引用为NULL）。不知道为什么 C 代码最终会出现很多 C++ 代码（指向指针的指针）。我认为该参数应该是对指针的引用，即Node *& HEAD，那么您不必为Node ** HEAD 测试NULL 值。

【解决方案2】：

问题来自您的第一次插入。您更改退出该功能时重置的 head 的值。只能更改指针后面的值，不能更改指针本身。

对此的解决方案是传递指针的指针。类似的东西：（未测试）

void insertNodeAtEnd(Node** HEAD, int data) {
    
    if (*HEAD == NULL) { *HEAD = new Node(data); }
    else {
        Node* it = *HEAD;
        while (it->Next != NULL) { it = it -> Next; }
        it -> Next = new Node(data);
    }
}

int main() {
    Node* HEAD = NULL;
    // Node* HEAD = new Node(0);
    
    insertNodeAtEnd(&HEAD, 5);
    return 0;
}

由于您不更改指针的指针，而仅更改其后面的值（指向 head 的实际指针），因此一旦退出函数，更改将保持不变。

【讨论】：

【解决方案3】：

@Brotcrunsher 已经给出了答案。我发帖是为了帮助您实现一个更好的解决方案，它将列表和 列表元素 的概念分开，封装所使用的方法并释放它的资源使用，当它超出范围时：

#include <iostream>
using namespace std;

class Node {
public:
    int Data;
    Node* Next;

    Node(int data = 0) {
        Data = data;
        Next = nullptr;
    }
};

class List {
public:
    Node* Head = nullptr;

    void Insert(int data) {
        if (Head == nullptr)
            Head = new Node(data);
        else {
            Node* ptr;
            for (ptr = Head; ptr->Next != nullptr; ptr = ptr->Next)
                ;
            ptr->Next = new Node(data);
        }
    }

    void Print() {
        for (Node* ptr = Head; ptr != nullptr; ptr = ptr->Next)
            cout << ptr->Data << endl;
    }

    ~List() {
        Node* ptr = Head;
        while (ptr != nullptr) {
            Node* tmp = ptr;
            ptr = ptr->Next;
            delete tmp;
        }
    }
};

int main() {
    List list;
    list.Insert(5);
    list.Insert(2);
    list.Insert(10);
    list.Print();
    return 0;
}

【讨论】：