關於C語言實現單鏈表中的指針問題

導言

筆者最近學習嚴薇敏教授的《數據結構》，同時也參考B站上王道考研的數據結構視頻，發現單鏈表傳入函數參數這一方面教材與視頻，與網絡上的一些實現寫法各有不同，有點迷惑。經過查了一些資料以后，終於撥雲見日。寫下這篇文章，希望為后來的同學們有所幫助。水平不足，還請多多指正！

指針

指針是指向內存中一定大小內存區域的變量。定義一個指針如：

int *p;

但這樣只是聲明了一個指針變量p，p指向哪里我們不清楚，需要指定這個指針變量指向的內存區域

int x = 2;
int *p = NULL; //初始化，避免p是野指針
p = &x;        //讓p指向x

 

指針變量實際上存放的是目標區域的內存地址。

我們要注意區分*p = 和 p =這兩種情況

*p = 2;       //讓p指向的內存區域中的值變成2
p = &a;       //讓指針p指向內存中的區域a，也就是讓p的值為a的地址

 

注意：指針變量的值是地址，取內容符號與指針變量搭配，改變的不是指針的值，而是指針指向的內存區域的值

函數中參數傳遞問題

C語言中，參數傳遞有兩種，一個是值傳遞，一個是地址傳遞。值傳遞情況下，C程序只是獲得了值，也就是變量的拷貝，在C程序內對變量的任何操作都不會引起內存中原本的變量的變化。想要改變傳遞進來的參數，就需要進行地址傳遞。

void test(int *a){
    *a = 2; 
}
int main(){
    int x = 0;
    test(&a);         //傳入變量的地址
    printf("%d\n",x); //輸出結果為2
    return 0;
}

鏈表中指針的使用（帶頭結點為例）

我們在單鏈表中，用到了指針來實現單鏈表

typedef struct LNode{
    int data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
​
LinkList L;

怎么理解這個L？

我們要知道，LinkList本質上是一個指針，它指向的是內存中大小為的LNode類型區域。那么，L這個指針，存儲的應該是目標區域的地址。

一開始我們只是聲明了這么一個指針L，還沒有將它指向一片內存區域。為了將它指向一片內存區域，我們需要使用malloc函數來分配內存空間

L = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));  //注意要用(LNode *)或者(LinkList)
                                     //來對malloc函數返回的地址進行類型轉換
if (L == NULL) return false;

 

這個時候我們就要注意，這個對單鏈表進行初始化的函數initList，接收的參數應該是怎么樣的？

經過驗證，我們得知，如果直接傳入指針L，那么我們將不能更改內存中L的指向區域。為了改變指針L，我們有兩種方案可以選擇：

1. 通過return語句來返回地址

   LinkList initList(LinkList L){
       L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
       if (L == NULL) return NULL;
       else{
           L->next = NULL; //設置L指向的區域（頭結點）的next域的值
           return L;
       }
   }
   ​
   int main(){
       LinkList L;
       L = initList(L);
       return 0;
   }

2. 使用二級指針，來對一級指針L的值（指向的內存區域是哪一片）進行改變。

   int initList(LinkList *L){ //此處的L是二級指針，指向的是：指向頭結點的頭指針
       *L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));  
       //*L就是二級指針的內容，也就是一級指針存儲的值，也就是目標區域地址。所以，可以直接把*L當頭指針用
       if (*L == NULL) return 0;
       else{
           (*L)->next = NULL;
           return 1;
       }
   }
   ​
   int main(){
       LinkList L;
       initList(&L);
       return 0;
   }

必須使用二級指針的操作

根據單鏈表的基本操作，我們總結一下必須要用二級指針的情況，實際上也就是對單鏈表內容進行更改的情況：

• initList 鏈表初始化

• listInsert 向指定位置插入

• listDelete 刪除指定位置元素

• destoryList 鏈表銷毀

• getElem 獲取具體某個元素的結點（這個看情況，如果只是找到鏈表中第幾個元素的值，那么就沒必要用二級指針）