结构体和指向指针的指针

Question

我正在学习链表以及如何在 C 中使用结构和指针创建它们。我有一个下面的例子。据我了解，被调用的push() 将头节点所在的结构的起始内存位置作为参数传递。我们的 push() 函数的参数将结构节点作为指向指针的指针，因此它作为引用传递，而不是实际副本。所以我们struct node** headref的第一个指针只是指向我们头节点的内存位置的指针，第二个指针指向的值是头节点指向的下一个内存位置。我们通过为其分配一些内存来在我们的结构节点内创建一个名为 newnode 的新节点。然后我们在这个节点内创建一个 int 类型的数据。

好吧，假设我所说的一切都是正确的，下一部分是我感到困惑的部分。

newNode->next= *headRef; 

据我所知，这条线取消了headref 的引用，所以这只会让headref 指向头节点。然后我们有一个指针操作，headref 指向的内容也将是我们的指针 next 指向的内容。基于此，我们新节点中的 next 指针(newnode) 将指向头指针。

我也很困惑的下一行是：

*headRef = newNode;

取消引用的headref指针指向的东西，也就是头节点，现在将指向我们的新节点。

基于此，应该有一个名为 newnode 的新节点，它带有一个 int 数据和一个将我们的 newnode 链接到 head 的 next 指针。然后headref指针（或者它是头节点？）将指向新节点。我知道这是不正确的，因为我们的 newnode 的 next 指针应该指向第二个节点，因此我们的 newnode 可以链接到结构中。我也不相信我在上面两行代码中理解了指向指针和取消引用的指针。

代码：

void Push(struct node** headRef, int data) {
  struct node* newNode = malloc(sizeof(struct node));

  newNode->data = data;
  newNode->next = *headRef;
  *headRef = newNode;
}

void PushTest(void) {
  struct node* head = BuildTwoThree(); // suppose this returns the list {2, 3}

  Push(&head, 1);
  Push(&head, 13);
  // head is now the list {13, 1, 2, 3} 
}

Answer 1

void Push(struct node** headRef, int data) {

headRef 包含结构节点所在地址的地址。它是PushTest函数中head变量的地址。

struct node* newNode = malloc(sizeof(struct node));

这里我们创建了一个新节点。它包含节点结构所在的内存地址。

newNode->data = data;

将newNode的数据设置为传入Push函数的data参数的值——OK。

newNode->next = *headRef;

将 newNode->next 设置为位于 head 变量中的结构的地址。例如，如果我们写了

 void Push(struct node* head, int data) {
 ...
 newNode->next = head;

接下来，我们需要将 head 变量更改为 newNode。如果 head 变量是通过引用传递的，我们可以简单地这样写，就像在 C++ 中一样：

void Push(struct node* &head, int data) {
...
head = newNode;

但在纯 C 中，我们必须传递 head 变量所在的地址，因此我们可以将指向我们在推送功能：

*headRef = newNode;

相当于将newNode指针写入地址位于headRef变量内部的变量

而且你的逻辑有问题：

我们的 push() 函数的参数接受一个结构节点作为指针 指向指针，因此它作为引用传递，而不是实际副本。

实际上，我们传递了临时变量的副本，其中包含节点变量的地址，而不是引用。 C++中有pass-by-reference方法，它使用&来声明传递给函数的变量是一个引用，而不是原始变量的副本。

Answer 2

你实际上既正确又不正确。 push 函数在列表的头部添加一个新节点。调用此函数后，新节点是新的head，之前的head 节点现在是列表中的第二个（下一个）节点。所以你的观察是正确的，但你的结论不是。

我建议您在调试器中单步调试代码，同时观察所有指针及其内容，看看会发生什么。它可能会让你更清楚。

Answer 3

好的。我想我可以解释。

head是链表的头指针。 headRef 指向头部。所以*headRef 是头指针（通过引用传递）。

所以newNode->next 现在将指向结构的头部（它的值为 2，这就是节点被插入到前面的原因）。

现在在这一行*headRef = newNode; *headRef 被分配了 newNode 的值，因此 head 现在在原始结构中更改为 newNode。

再次，当您传递 &head 时，您传递的是现在包含值 1 的 head。

Answer 4

让我们复制到这里，以便于参考：

1   void Push(struct node** headRef, int data) {
2     struct node* newNode = malloc(sizeof(struct node));
3     newNode->data = data;
4     newNode->next = *headRef;
5     *headRef = newNode;
6   }

为了简单起见，我对这些行进行了编号。

现在，headRef 本身只是一个指向 变量 的指针，它保存了列表的标题——因此，它本身不包含任何有用的信息。通过取消引用该指针，您可以访问变量本身的内容（PushTest() 中的head）。因此，*headRef 本质上是您访问head 的方式。现在，由于head 是顶层节点，*headRef 也是——它们拥有相同的值，因为它们是相同的地址。第 4 行的作用是将*headRef 的值（即head 的值）分配给新节点的下一个链接。以同样的方式，第 5 行将新节点分配给*headRef，这与将其分配给head 相同，因为headRef 是指向head 的指针——这意味着*headRef 是head.

这里的关键是，headRef 是对head 的引用（指针），所以*headRef 和head 是等价的（除了范围规则）。