实现链表时指针的奇怪问题

Question

我正在尝试在 C 中实现一个链表，并且我想将头节点存储在一个单独的结构中。但是，每当我添加另一个节点时，似乎都会以某种方式重新分配头节点。

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

struct BC_node {
    struct BC_node *next;
    void *data;
};
struct BC_list {
    struct BC_node *head;
    struct BC_node *tail;
};

void
BC_list_push(struct BC_list *list, void *data)
{
    struct BC_node *node = calloc(1, sizeof(struct BC_node));

    if (list->head != NULL)
        printf("head: %d\n", *((int *) (list->head)->data));

    node->next = NULL;
    node->data = data;
    if (list->head == NULL) {
        printf("head is null.\n");
        list->head = node;
    }
    if (list->tail != NULL) {
        (list->tail)->next = node;
    }
    list->tail = node;

    printf("head: %d\n", *((int *) (list->head)->data));
}

int
main(void)
{
    int i;
    struct BC_list *list = calloc(1, sizeof(struct BC_list));

    list->head = NULL;
    list->tail = NULL;
    for (i = 0; i < 3; i++)
        BC_list_push(list, &i);
    return 0;
}

输出：

head is null.
head: 0
head: 1
head: 1
head: 2
head: 2

Answer 1

您的data 成员只是指向main 中的变量i 的指针，因此当您打印*data 时，您只会看到该循环中计数器的值。您所有的节点都有相同的数据值！

Answer 2

问题出在这一行：

BC_list_push(list, &i);

您正在传递i 的地址，这是您在循环中递增的整数（因此值会发生变化）。您需要为 data 参数分配单独的内存。

for (i = 0; i < 3; i++)
{
    int *d = malloc(sizeof(int));
    *d = i;
    BC_list_push(list, d);
}

但不要忘记在列表销毁时释放内存。

Answer 3

情况更糟。 &i 是局部变量的地址，这意味着您从堆分配的列表中引用堆栈，易失性变量...这完全是错误的-如果您使用不同于 main 的方法执行此操作，那么您拥有的局部变量将消失，您的指针将指向内存中的某个随机位置，可能指向其他变量或地址......非常糟糕。

Answer 4

这是一个完整的示例，其中包含数据的结构和内存分配，

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

struct BC_node{
    void *data;
    struct BC_node *next;
};
struct BC_list{
    struct BC_node *head;
    struct BC_node *tail;
};

struct BC_node *BC_new_node(void *data,size_t szdata)
  {
    struct BC_node *ptr=malloc(sizeof(struct BC_node));
    if(ptr!=NULL){
        ptr->data=malloc(szdata);
        ptr->next=NULL;
        if(ptr->data!=NULL)
            memcpy(ptr->data,data,szdata);
        else free(ptr),ptr=NULL;
    }
    return ptr;
  }

int BC_list_push(struct BC_list *list,void *data,size_t szdata)
  {
    struct BC_node *ptr=BC_new_node(data,szdata);
    if(list!=NULL && ptr!=NULL){
        if(list->tail==NULL){
            list->head=ptr;
            list->tail=ptr;
        } else {
            list->tail->next=ptr;
            list->tail=ptr;
        }
        return 0;
    }
    return 1;
  }

void *BC_new_list(void)
  {
    struct BC_list *ptr=malloc(sizeof(struct BC_list));
    if(ptr!=NULL)
        ptr->head=ptr->tail=NULL;
    return ptr;
  }

void BC_free_list(struct BC_list *list)
  {
    struct BC_node *ptr;
    while(list->head){
        ptr=list->head->next;
        free(list->head->data);
        free(list->head);
        list->head=ptr;
    }
    free(list);
  }

void print_test(struct BC_list *list){
    struct BC_node *ptr=list->head;
    while(ptr){
        printf("%s\n",(char*)ptr->data);
        ptr=ptr->next;
    }
}

int main(void)
  {
    char tab[3][40]={"hello","world","test"};
    struct BC_list *list=BC_new_list();
    if(list!=NULL){
        BC_list_push(list,tab[0],strlen(tab[0])+1);
        BC_list_push(list,tab[1],strlen(tab[1])+1);
        BC_list_push(list,tab[2],strlen(tab[2])+1);
        print_test(list);
        BC_free_list(list);
    }
    return EXIT_SUCCESS;
  }