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c++ - C++中的链接列表

coder 2024-02-08 原文

我正在尝试教自己使用节点结构的链表,并希望有人可以对此提供帮助。我将从命令行获取输入,这将使我成为一个嵌套列表,并且可以将其输出。

例子:

输入:“1 2 3 4 5”
输出:“1 2 3 4 5”

我遇到两件事:
1)运行程序时,我不断收到警告:此声明中忽略了“typedef” [默认启用]
我该如何摆脱呢?

编辑:我已将其更改为typedef struct Node* NodePtr;
2)我的代码无法正常工作。我怎样才能解决这个问题?我正在尝试自学C++链表。

typedef struct Node;
typedef Node* NodePtr;
struct Node{
    int x;
    NodePtr next;
};

int main ()
{
    int n;
    NodePtr head, ptr = NULL;
    head = ptr;
    while (cin >> n){
        ptr = new Node;
        ptr->x = n;
        ptr->next = NULL;
        ptr = ptr->next;
    }

    NodePtr bling = head;
    while(bling != NULL){
        cout << bling->x << endl;
        bling = bling->next;
    }
    return 0;
}

理想情况下,我想做的是制作一个如下所示的链表。
1 -> 2 -> 3 -> NULL.

最佳答案

首先,关于结构的声明和您似乎想要的指针typedef,有许多方法可以做到这一点。以下将在C或C++中工作。

// declare NodePtr as a pointer to Node, currently an incomplete type
//  C and C++ both allow you to declare a pointer to damn-near anything
//  so long as there is an understanding of what it *will* be, in this
//  case, a structure called Node.
typedef struct Node *NodePtr;

// Now declare the structure type itself
struct Node
{
    int x;
    NodePtr next;
};

就是说,老实说,我不建议您这样做。大多数工程师都希望有一个清晰的,语法可见的定义,对他们大喊:“这是点子!”您可能有所不同。我个人更喜欢这样:
struct Node
{
    int x;
    struct Node *next; // omit the 'struct' for C++-only usage
};

只要您和同等重要的其他工程师一样,阅读您的代码,就了解您将NodePtr用作指向节点的指针,然后选择最适合您情况的方法。指针类型声明对某些人来说几乎是宗教性的,因此请记住这一点。有些人喜欢看到那些星号(我是一个星号),有些则可能看不到(像您的声音= P)。

注意:在一个地方,使用typedef ed指针类型可以避免潜在的错误,这是有益的:多个变量声明。考虑一下:
Node* a, b;     // declares one Node* (a), and one Node (b)

拥有typedef struct Node *NodePtr;可以实现以下目的:
NodePtr a, b;   // declares two Node*; both (a) and (b)

如果您花足够的时间在C语言中编写代码,那么前者会再次被您咬住,以至于您学会了避免犯该错误,但仍然可能会不时发生。

加载循环

关于将列表拼接在一起的负载循环,您的列表连接不正确,坦率地说,有一百万种方法可以做到,其中一种是下面的方法。这不需要您清除“额外的节点”。它也不需要任何if (head){} else{}块结构来避免上述相同情况。考虑一下我们真正想做的事情:创建节点并将其地址分配给正确的指针:
NodePtr head = NULL;     // always the head of the list.
NodePtr* ptr = &head;    // will always point to the next pointer to assign.
int n;
while (cin >> n)
{
    *ptr = new Node;
    (*ptr)->x = n;
    ptr = &(*ptr)->next;
}

// note this always terminates the load with a NULL tail.
(*ptr)->next = NULL;

工作原理
  • 初始化指向NULL的头指针
  • 初始化程序指向头指针的Node指针指针(是指向指针的指针)。该指针到指针将始终保持目标指针的地址,该目标指针将接收下一个动态分配的节点的地址。最初,它将是头指针。在上面的代码中,此指针指针是变量:ptr
  • 开始while循环。对于每个读取的值,分配一个新节点,并将其保存在ptr指向的指针中(因此*ptr)。在第一次迭代中,它保存了head指针的地址,因此head变量将获得我们的新节点分配。在所有后续迭代中,它包含插入的最后一个节点的next指针的地址。顺便说一句,保存此新目标指针的地址是在移至下一个分配周期之前在循环中完成的最后一件事。
  • 循环完成后,最后一个插入的节点需要将其next指针设置为NULL,以确保链表正确终止。这是强制性的。我们方便地有一个指向该指针的指针(我们一直使用相同的指针),因此我们将其“指向”的指针设置为NULL。我们的 list 已终止,我们的负载已完成。 Brain Food:如果加载循环从未加载任何节点,它将指向什么指针?答案:&head,如果列表为空,这正是我们想要的(一个NULL头指针)。


  • 设计

    我希望这将有助于更好地解释它在循环的三个完整迭代中如何工作。

    初始配置
          head ===> NULL;
    ptr --^
    

    经过一轮迭代:
    head ===> node(1)
              next
    ptr ------^
    

    经过两次迭代
    head ===> node(1)
              next ===> node(2)
                        next
    ptr ----------------^
    

    经过三轮迭代
    head ===> node(1)
              next ===> node(2)
                        next ===> node(3)
                                  next
    ptr --------------------------^
    

    如果我们在三个迭代中停止,则最终的终止分配(*ptr = NULL;)给出:
    head ===> node(1)
              next ===> node(2)
                        next ===> node(3)
                                  next ===> NULL;
    ptr --------------------------^
    

    请注意,一旦第一次迭代完成,head就永远不会改变(它始终指向第一个节点)。还要注意,ptr始终保存要填充的下一个指针的地址,在初始迭代(从它作为我们的头指针的地址开始)之后,它将始终是最后添加的节点中next指针的地址。 。

    我希望这能给您一些想法。值得注意的是,将这两个指针(head指针和ptr指针)配对成它们自己的结构并具有适当的管理功能可以定义教科书Queue;其中一端仅用于插入(ptr),一端用于提取(head),并且容器不允许随机访问。如今,对于像 std::queue<> 这样的标准库容器适配器,这种东西已不再需要,但它确实为有趣地探索了指针对指针概念的使用提供了有趣的机会。

    完整的工作示例

    该示例仅将20个元素加载到队列中,进行打印,然后清除队列并退出。根据需要适应您的用法(提示:可能像更改传入数据的来源一样)
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    // declare NodePtr as a pointer to Node, currently an incomplete type
    //  C and C++ both allow you to declare a pointer to damn-near anything
    //  so long as there is an understanding of what it *will* be, in this
    //  case, a structure called Node.
    typedef struct Node *NodePtr;
    
    // Now declare the structure type itself
    struct Node
    {
        int x;
        NodePtr next;
    };
    
    int main()
    {
        // load our list with 20 elements
        NodePtr head = NULL;
        NodePtr* ptr = &head;
        for (int n=1;n<=20;++n)
        {
            *ptr = new Node;
            (*ptr)->x = n;
            ptr = &(*ptr)->next;
        }
    
        // terminate the list.
        *ptr = NULL;
    
        // walk the list, printing each element
        NodePtr p = head;
        while (p)
        {
            cout << p->x << ' ';
            p = p->next;
        }
        cout << endl;
    
        // free the list
        while (head)
        {
            NodePtr victim = head;
            head = head->next;
            delete victim;
        }
    
        return 0;
    }
    

    输出
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 
    

    关于c++ - C++中的链接列表,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/14544539/

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