C：指针如何改变内存中的地址以及它意味着什么

Question

这是对这个问题的跟进：Why does a function which returns void not hold value?。一位用户确实建议我在函数struct node * insert_front 中绘制指针，所以主要问题是关于该函数和这行代码head = new

这是所需的最少代码：

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

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

struct node* init(int value) {
    struct node* head = malloc(sizeof(struct node));
    if (!head) return NULL;
    head->value = value;
    head->next = NULL;
    return head;
}

void insert_back(struct node* head, int value) {
    if (!head) return;
    struct node* temp = head;
    struct node* new = malloc(sizeof(struct node));

    while (temp->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }

    temp->next = new;
    new->value = value;
    new->next = NULL;
    return;
}

struct node* insert_front(struct node* head, int value) {
    struct node* new = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
 
    new->value = value;
    new->next = head;
    printf("head->value: %d\n", head->value);
    printf("head->value ptr: %p\n", &head->value);
    printf("new->value: %d\n", new->value);
    printf("new->value ptr: %p\n", &new->value);
    
    head = new; 
    printf("head->value: %d\n", head->value);
    printf("head->value ptr: %p\n", &head->value);
    printf("new->value: %d\n", new->value);
    printf("new->value ptr: %p\n", &new->value);

    return new;
}

int main() {
    struct node* head = init(5);
    insert_back(head, 7);
    insert_back(head, 9);
    insert_back(head, 12);
    head = insert_front(head, 999)
return 1;
}

struct node* insert front(...) 产生的输出是

    // after, new->next = head 
    head->value: 5
    head->value ptr: 0x(...)9e0
    new->value: 999
    new->value ptr: 0x(...)a50

    // after, head = new 
    head->value: 999
    head->value ptr: 0x(...)a50
    new->value: 999
    new->value ptr: 0x(...)a50

所以我们看到在head = new 之后，head 和new 的地址相同。鉴于此，我有两个问题。

首先，我是否理解正确，在head = new 之后发生的事情是，我们已将指向链表使用的内存区域开始的指针（即从head）移动到内存中的新位置（即new 在内存中的位置）？否则（或者从技术上讲，解释清楚）发生了什么？

其次，当我打印时：

printf("&head->value: %p\n", &head->value);
printf("&head: %p\n", &head);
printf("head: %p\n", head);

我得到

&head->value: 0x(...)9e0
&head: 0x(...)8c8
head: 0x(...)9e0

所以，head 访问的是我指向的内存区域的地址，&head 访问的是指针本身的地址。但是为什么&head->value 我访问的和head 一样呢？

Answer 1

首先，我是否理解正确，在head = new 之后发生的事情是，我们已经将指向链表使用的内存区域开始的指针（即从head）移动到内存中的新位置（即new 在内存中的位置）？否则（或者从技术上讲，解释清楚）发生了什么？

head = new 不动head。它改变了head 的值。 head 是一个指针；它的值是一个内存地址。

但是为什么&head->value 访问的和head 一样呢？

使用 C 的语法，&head->value 是 &(head->value)，而不是 (&head)->value。它使用head 定位head->value，然后获取它的地址。它不会取head的地址，然后将其用作指向结构的指针。