C 指针，向链表的 HEAD 插入元素

Question

我正在研究 K&R 书籍 (#6.3) 中的一个问题，用户输入一系列单词，您必须创建这些单词的列表以及每个单词出现的行。它应该涉及结构，所以这些是我现在拥有的结构:

struct entry {
    int line; 
    int count; 
    struct entry *next; 
};

struct word {
    char *str;  
    struct entry *lines; 
    struct word *next; 
}; 

static struct word *wordlist = NULL;    // GLOBAL WORDLIST

但是，当我输入一些内容并且程序试图向结构(有点像链表)添加一个新条目时，出现了一个问题，程序终止并且没有错误消息。代码:

void add_entry(char *word, int line)
{
    if (word == NULL || line <= 0 || is_blocked_word(word))
        return;

    struct word *w; 
    for (w = wordlist; w != NULL && w->next != NULL && !strcmp(w->str, word); w = w->next); 

    // If word is found in the wordlist, then update the entry
    if (w != NULL) {
        struct entry *v; 
        for (v = w->lines; v != NULL && v->next != NULL && v->line != line; v = v->next); 

        if (v == NULL) {
            struct entry *new = (struct entry*) malloc(sizeof(struct entry)); 
            new->line = line;
            new->count = 1;
            new->next = NULL; 

            if (w->lines == NULL)
                w->lines = new; 
            else
                v->next = new; 
        }
        else v->count++; 
    }

    // If word is not found in the word list, then create a new entry for it
    else {
        struct word *new = (struct word*) malloc(sizeof(struct word)); 
        new->lines = (struct entry*) malloc(sizeof(struct entry)); 
        new->next = NULL; 
        new->str = (char*) malloc(sizeof(char) * strlen(word)); 
        new->lines->line = line; 
        new->lines->count = 1; 
        new->lines->next = NULL; 
        strcpy(new->str, word); 

        // If the word list is empty, then populate head first before populating the "next" entry
        if (wordlist == NULL) 
            wordlist = new; 
        else 
            w->next = new;
    }
}

即使只将第一个单词添加到 wordlist 中，程序也会终止。这是在表示 if (wordlist == NULL) wordlist = new; 的行上，其中 new 包含指向我分配的有效结构的指针。这怎么可能？

据我所知，这是我的指针使用问题，但我不确定它的确切位置。有人可以帮忙吗？

Answer 1

有些相当明显，有些则不太明显。

w 的 for 循环限制停止一个短

for (w = wordlist; w != NULL && w->next != NULL && !strcmp(w->str, word); w = w->next);

这将从第一个开始并继续直到

1. 我们已经用完了节点
2. 我们几乎(短)节点用完了。
3. 当前节点中的单词不匹配

几乎相同的问题，不同的for循环

for (v = w->lines; v != NULL && v->next != NULL && v->line != line; v = v->next); 

如上所述，它具有类似的属性(但不是第三个选项，因为只要行号不匹配，它就会正确地继续。一旦任何< 单词不匹配。

这是该函数的前十行。

字符串分配大小未能考虑 nulchar 终止符

这比零终止字符串所需的分配大小少了一个字符:

malloc(sizeof(char) * strlen(word))

终结符总是需要空间。记住这一点的最简单方法是考虑零长度 C 字符串需要多少个字符？答:一，因为终结者需要去某个地方。之后就是 length+1

---

一种可能的方法是通过指针到指针的方法，如下所示:

void add_entry(const char *word, int line)
{
    if (word == NULL || line <= 0 || is_blocked_word(word))
        return;

    struct word **pp = &wordlist;
    for (; *pp && strcmp((*pp)->str, word); pp = &(*pp)->next);
    if (*pp)
    {
        // search for matching line number
        struct entry **vv = &(*pp)->lines;
        for (; *vv && (*vv)->line != line; vv = &(*vv)->next);
        if (!*vv)
        {
            *vv = malloc(sizeof(**vv));
            if (!*vv)
            {
                perror("Failed to allocate line entry.");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            (*vv)->count = 1;
            (*vv)->line = line;
            (*vv)->next = NULL;
        }
        else
        {   // found an entry. increment count.
            (*vv)->count++;
        }
    }
    else
    {   // no matching word. create a new word with a new line entry
        size_t len = strlen(word);
        *pp = malloc(sizeof(**pp));
        if (!*pp)
        {
            perror("Failed to allocate word entry.");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        (*pp)->lines = malloc(sizeof(*(*pp)->lines));
        if (!(*pp)->lines)
        {
            perror("Failed to allocate line count entry.");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        (*pp)->str = malloc(len + 1);
        if (!(*pp)->str)
        {
            perror("Failed to allocate word string entry.");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        (*pp)->lines->count = 1;
        (*pp)->lines->line = line;
        (*pp)->lines->next = NULL;
        (*pp)->next = NULL;
        memcpy((*pp)->str, word, len+1);
    }
}

工作原理

在这两种情况下，我们都使用指针到指针。当希望在链表上执行尾端插入而不必保留“单向”或“前一个”指针时，它们是最常用的构造。就像任何指针一样，它们拥有一个地址。与常规的指向某物的指针不同，指向某物的指针保存另一个指针的地址。有了它，我们可以通过最初将其设置为头指针的地址来“循环”，然后进入搜索。

struct word **pp = &wordlist;
for (; *pp && strcmp((*pp)->str, word); pp = &(*pp)->next);

这里我们从头指针的地址开始。如果 pp 中保存的地址处的指针 为 NULL，或者如果单词实际匹配，则循环将终止。否则，它会将当前节点的 next 指针设置为 of 的地址(而不是 in 的地址)。 a match 循环将中断，但最方便的结果是:pp 包含我们需要设置为新分配的指针的地址。如果列表最初为空，它包含头指针的地址。

有了它，我们就可以这样做了:

if (*pp)
{
    // search for matching line number
    struct entry **vv = &(*pp)->lines;
    for (; *vv && (*vv)->line != line; vv = &(*vv)->next);

请注意，我们在行条目列表中使用了相同的想法。要么我们要找到一个条目，要么循环将以 *vv 为 NULL 退出，并且 vv 包含 next 指针我们要设置为我们的新分配。

我强烈敦促您在调试器中逐行调试这段代码，并理解它是如何工作的。利用这种技术有许多可取之处，其中包括在O(n) 复杂度 中填充前向链表的非常简单的方法，而无需检查头指针或遍历每次插入的列表并保留原始顺序(而不是像堆栈式解决方案那样颠倒顺序):

struct node *head = NULL;

struct node **pp = &head;
while (get-data-for-our-list)
{
    *pp = malloc(sizeof(**pp));
    // TODO: populate (*pp)->members here
    pp = &(*pp)->next;
}
*pp = NULL;