c - C 中链表实现中节点的大小和生命周期是多少？

Question

在 C(或 C++)的链表实现中，节点的大小和指针变量的生命周期是多少？例如:

struct node
{
  int data;
  struct node *next;
}*ptr=NULL;

现在我想知道节点的大小:是不是 4 个字节，如果是，怎么办？ 其次，指针在整个程序执行过程中存在多长时间？ 最后，将 *ptr 称为实例变量或数据成员或对象是否合适？

Answer 1

一般不可能知道节点的大小。但是，对于特定平台和一组库，您可以在编译时知道节点的大小。

sizeof(struct node)

会告诉你节点的大小。请注意，它可能不是节点内所有成员组合的实际大小。有时，需要填充以使结构内的成员在正确操作所需的内存对齐边界上对齐。

此外，指针没有特定的大小。它们足够大以容纳所需的内存地址，但这是它们必须满足的唯一要求。 32 位和 64 位环境之间的指针大小存在显着差异，即使不在同一硬件上的两个受支持的位环境之间转换，不同的硬件平台可能也有不同的内存要求存储一个指针值。

“4 个字节用于存储指针”是由于普遍的误解，即所有使用 C 语言的计算机都是 Intel CPU，属于 Pentium 系列芯片，只能运行 32 位代码。这在当时是一个不正确的假设，现在假设它同样不正确。

即使考虑到这一点，结构的数组也可能需要数组元素之间的填充以实现正确的内存对齐。因此，即使您知道结构的大小，也无法确保 X 元素的数组适合 X * sizeof(struct node) 的内存区域> 字节。

使用 sizeof(...) 找到您要寻找的答案，但要确保您想要计算大小的几乎所有内容都在 sizeof(...) 运算符。

就指针的生命周期而言，只要程序在运行，它就一直存在；然而，存储在 node->next 中的值可能实际上没有引用有意义的地址。 node->next 旨在保存一个地址，但是有太多方法可以欺骗 node->next 指向未指定地址开头的地址满足 struct node 需要的位模式。

C 语言的这个“问题”在后来的语言中得到了一定程度的修复，旨在通过使指针类型操作成为不可能来“改进”C。相反，语言允许指针操作的安全子集，这意味着您实际上没有指针(因此他们称其为引用)。 Java 和 C# 就是两种这样的语言，但有许多语言否认对指针进行真正危险的操作。

将指针称为变量的实例是不恰当的，因为它实际上是一个保存内存地址的变量。没有严格要求它保存的内存地址包含满足指针“类型”的位模式。这只是 C++ 保留的遗留 C 问题之一，以便与 C 兼容。此外，实例变量倾向于建议面向对象的术语，而 C 不能(以其默认形式)提供面向对象的保证，因此应用C 的面向对象编程术语是不合适的。

同样，结构不是类，结构的成员与类的成员遵循的规则略有不同。最大的“略有不同”的规则是结构的成员通常可以公开访问，除非你真的非常小心地从程序的其余部分隐藏结构的声明(这将需要大量的 C 体操来做和制作你的程序仍然有效)。