使用双指针在链表之间插入新节点

Question

下面的函数应该将一个新节点插入到有序列表中的适当位置，返回一个指向修改后列表中第一个节点的指针。不幸的是，该功能并非在所有情况下都能正常工作。解释它有什么问题并展示如何解决它。假设节点结构是第 17.5 节中定义的结构。

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

struct node *insert_into_ordered_list(struct node *list, struct node *new_node)
{
    struct node *cur = list, *prev = NULL;
    while (cur->value <= new_node->value) {
        prev = cur;
        cur = cur->next;
    }
    prev->next = new_node;
    new_node->next = cur;
    return list;
}

上面那个是k.n.king C编程第17章练习13的问题，我把它编码成下面一个。

struct node *insert_into_ordered_list(struct node *list, struct node *new_node)
{
    struct node **pp = &list;
    while (list != NULL) {
        if (list->value >= new_node->value)
            break;
        pp = &list->next;
        list = list->next;
    }
    list = new_node;
    return list;
}

它不会产生任何编译错误，但我是否在链表中以正确的方式使用了双指针？我用它来跟踪列表，直到找到插入 new_node 的正确位置，找到它后，循环终止，然后将 new_node 分配给列表。但它似乎无法正常工作，请告诉我是什么原因造成的。

Answer 1

这个函数

struct node *insert_into_ordered_list(struct node *list, struct node *new_node)
{
    struct node **pp = &list;
    while (list != NULL) {
        if (list->value >= new_node->value)
            break;
        pp = &list->next;
        list = list->next;
    }
    list = new_node;
    return list;
}

更改局部变量list。注意函数参数是函数局部变量

按如下方式更改函数

struct node * insert_into_ordered_list( struct node *list, struct node *new_node )
{
    struct node **pp = &list;

    while ( *pp != NULL && !( new_node->value < ( *pp )->value ) ) 
    {
        pp = &( *pp )->next;
    }

    new_node->next = *pp;
    *pp = new_node;

    return list;
}.

这是一个演示程序。

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

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

struct node * insert_into_ordered_list( struct node *list, struct node *new_node )
{
    struct node **pp = &list;

    while ( *pp != NULL && !( new_node->value < ( *pp )->value ) ) 
    {
        pp = &( *pp )->next;
    }

    new_node->next = *pp;
    *pp = new_node;

    return list;
}

FILE * display( const struct node *head, FILE *fp )
{
    for ( ; head != NULL; head = head->next )
    {
        fprintf( fp, "%d -> ", head->value );
    }

    fputs( "null", fp );

    return fp;
}

int main(void) 
{
    struct node *head = NULL;

    const size_t N = 10;

    srand( ( unsigned int )time( NULL ) );

    for ( size_t i = 0; i != N; i++ )
    {
        struct node *new_node = malloc( sizeof( *new_node ) );

        new_node->value = rand() % N;
        new_node->next = NULL;

        head = insert_into_ordered_list( head, new_node );
    }

    fputc( '\n', display( head, stdout ) );

    return 0;
}

程序输出可能看起来像

0 -> 0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 3 -> 4 -> 6 -> 6 -> 8 -> null

当然，您需要自己编写一个函数来清除释放所有已分配内存的列表。

对于我来说，我会按照下一个演示程序中显示的方式声明和定义函数。

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

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

int insert_into_ordered_list( struct node **head, int value )
{
    struct node *new_node = malloc( sizeof( *new_node ) );
    int success = new_node != NULL;

    if ( success )
    {
        new_node->value = value;

        while ( *head != NULL && !( new_node->value < ( *head )->value ) ) 
        {
            head = &( *head )->next;
        }

        new_node->next = *head;
        *head = new_node;
    }

    return success;
}

FILE * display( const struct node *head, FILE *fp )
{
    for ( ; head != NULL; head = head->next )
    {
        fprintf( fp, "%d -> ", head->value );
    }

    fputs( "null", fp );

    return fp;
}

int main(void) 
{
    struct node *head = NULL;

    const size_t N = 10;

    srand( ( unsigned int )time( NULL ) );

    for ( size_t i = 0; i != N; i++ )
    {
        insert_into_ordered_list( &head, rand() % N );
    }

    fputc( '\n', display( head, stdout ) );

    return 0;
}