Question

我试图在两个包含Node类型结构的索引之间动态插入节点。数组中的第一个元素是head指针，第二个元素是tail。

我试图在数组的两个索引之间动态增长双链表。以下是我迄今为止尝试过的代码。

我可以动态地创建头部和尾部作为节点，但根据我要求，我可以这样做。

保证在data和qllentry[0].data的值之间插入qllentry[1].data值的节点

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

struct Node {
    int data;
    struct Node *qprev;
    struct Node *qnext;
}Node;

struct Node qllentry[2];


int main()
{

struct Node head, tail;
    head.data = INT_MAX;
    tail.data = INT_MIN;

    head.qnext = &tail;
    tail.qprev = &head;
    head.qprev = NULL;
    tail.qnext = NULL;


    qllentry[0] = head;
    qllentry[1] = tail;
    int key = 20;
    struct Node *curr ;
    struct Node *prev;
    curr= &qllentry[0];

    while(curr->qnext != NULL && curr->data >= key) {
                curr = curr->qnext;
        }
    prev = curr->qprev;

    struct Node *new_node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        new_node->data = key;
        new_node->qnext = prev->qnext;
        prev->qnext = new_node;
        new_node->qprev = prev;
        if (new_node->qnext != NULL)
            new_node->qnext->qprev = new_node;


    return 0;
}

新节点的插入不会像预期的那样在头部和尾部索引之间发生。我添加了一些用于调试的打印语句

感谢任何帮助。

Answer 1

虽然保持一个指向列表头部和尾部的数组（或指针）没有任何问题，但是如果使用数组，则在分配地址后保持数组引用不在您的列表操作。将&array[x]与列表操作混合在一起会导致混淆。使用列表时，将其视为列表并忘记数组。

您的主要问题是迭代一个节点到远处寻找插入new_node的位置，导致您在停止之前迭代到tail。在>插入new_node之前停止节点上的迭代。您可以通过测试：

来完成此操作
/* test curr->qnext->data > key to stop before tail */ while (curr->qnext && curr->qnext->data > key) curr = curr->qnext;

（注意：使用prev = curr->qprev;旁边的变量屏蔽间接级别只是隐藏详细信息 - 这可能会在以后增加混乱。它完全合法，但谨慎使用......）

现在，您可以集中精力在new_node和&head之间插入&tail。

在任何列表插入中，您只需重新布线当前节点的下一个指针 - >;指向下一个new_node和指针 - ＆gt;上一个节点指向new_node。要完成插入，new_node->qprev指向curr和new_node->qnext指向curr->next，例如

new_node->qprev = curr; /* rewire pointers */ new_node->qnext = curr->qnext; curr->qnext->qprev = new_node; curr->qnext = new_node;

（注意：简单的解决方法是拉一张纸和一支2号铅笔并画一块 curr 一块new_node以及 tail 的块，然后为prev / next指针绘制线条（对于没有new_node的列表和使用它的列表）。然后，逻辑直线，坐到键盘上啄它。）

此外，您必须始终验证您的分配，例如

/* allocate and VALIDATE! */ if (!(new_node = malloc (sizeof *new_node))) { perror ("malloc - new_node"); exit (EXIT_FAILURE); }

在你编写的动态分配内存的任何代码中，你有2个职责关于任何分配的内存块：（1）总是保留一个指向起始地址的指针因此，（2）当不再需要时，它可以释放。因此，如果您分配它，请在完成后跟踪指向块的指针和free。例如，当完成输出列表值（或在专用循环中）时，您可以释放您分配的内存，类似于：

curr = &head; /* output list */ while (curr) { printf ("%d\n", curr->data); struct Node *victim = curr; /* self-explanatory */ curr = curr->qnext; /* do not forget to free allocated memory */ if (victim != &head && victim != &tail) { free (victim); } }

完全放弃，您可以执行以下操作：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <limits.h> struct Node { int data; struct Node *qprev; struct Node *qnext; } Node; struct Node qllentry[2]; int main (void) { struct Node head = { .data = INT_MAX }, tail = { .data = INT_MIN }, *curr, *new_node; qllentry[0] = head; /* keep your array and list operations separate */ qllentry[1] = tail; head.qnext = &tail; /* begin list operations */ tail.qprev = &head; int key = 20; curr = &head; /* test curr->qnext->data > key to stop before tail */ while (curr->qnext && curr->qnext->data > key) curr = curr->qnext; /* allocate and VALIDATE! */ if (!(new_node = malloc (sizeof *new_node))) { perror ("malloc - new_node"); exit (EXIT_FAILURE); } new_node->data = key; /* assign value to new_node */ new_node->qprev = curr; /* rewire pointers */ new_node->qnext = curr->qnext; curr->qnext->qprev = new_node; curr->qnext = new_node; curr = &head; /* output list */ while (curr) { printf ("%d\n", curr->data); struct Node *victim = curr; /* self-explanatory */ curr = curr->qnext; /* do not forget to free allocated memory */ if (victim != &head && victim != &tail) { free (victim); } } return 0; }

示例使用/输出

$ ./bin/llarray 2147483647 20 -2147483648

内存使用/错误检查

必须使用内存错误检查程序，以确保您不会尝试访问内存或写入超出/超出已分配块的范围，尝试读取或基于未初始化值的条件跳转，最后，确认您释放了所有已分配的内存。

对于Linux valgrind是正常的选择。每个平台都有类似的记忆检查器。它们都很简单易用，只需通过它运行程序即可。

$ valgrind ./bin/llarray ==8665== Memcheck, a memory error detector ==8665== Copyright (C) 2002-2015, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==8665== Using Valgrind-3.11.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==8665== Command: ./bin/llarray ==8665== 2147483647 20 -2147483648 ==8665== ==8665== HEAP SUMMARY: ==8665== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==8665== total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 24 bytes allocated ==8665== ==8665== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==8665== ==8665== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==8665== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)

始终确认已释放已分配的所有内存并且没有内存错误。

简单指针转储/检查

最后，除了使用调试器踩过地址之外，您总是可以编写一个简短的调试路由来帮助您选择是否以及在哪里，您的指针处理有任何问题。（你根本不需要输出任何东西，如果你愿意的话，你可以用相等的方式检查地址）这可以让你一次查看所有指针。只需输出节点指针的简单路由通常很有帮助。你所需要的只是，例如

void debugptrs (struct Node *list) { printf ("list pointers:\n\n"); for (struct Node *iter = list; iter; iter = iter->qnext) printf ("prev: %16p curr: %16p next: %16p\n", (void*)iter->qprev, (void*)iter, (void*)iter->qnext); putchar ('\n'); }

哪个输出类似于：

$ ./bin/llarray list pointers: prev: (nil) curr: 0x7ffd56371910 next: 0x1038010 prev: 0x7ffd56371910 curr: 0x1038010 next: 0x7ffd56371930 prev: 0x1038010 curr: 0x7ffd56371930 next: (nil)

我总是发现从头到尾可视地遍历地址很有帮助。如果某个节点的上一个或下一个节点不是前一行（或下一行）上该节点的地址输出，那么您就知道问题所在。

仔细看看，如果您有其他问题，请告诉我。

Answer 2

以下是根据问题代码进行一些修改的代码，它按预期打印结果我猜：

<强> dlink.c：

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

struct Node {
    int data;
    struct Node *qprev;
    struct Node *qnext;
} Snode;

int main() {
    struct Node *head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    struct Node *tail = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));

    // init head,
    head->data = INT_MAX;
    head->qnext = tail;
    head->qprev = NULL;

    // init tail,
    tail->data = INT_MIN;
    tail->qprev = head;
    tail->qnext = NULL;

    int key = 20;
    struct Node *curr = head;
    struct Node *prev;

    //get the pointer of the process which has less priority than the current process
    while(curr->data >= key && curr->qnext != NULL) {
        curr = curr->qnext;
    }
    prev = curr->qprev;

    printf("head %p, data is %d, next is %p, prev is %p\n", head, head->data, (void *)head->qnext, (void *)head->qprev);
    printf("tail %p, data is %d, next is %p, prev is %p\n", tail, tail->data, (void *)tail->qnext, (void *)tail->qprev);
    printf("prev of new node %p, data is %d, next is %p, prev is %p\n", prev, prev->data, (void *)prev->qnext, (void *) prev->qprev);
    printf("--------------------\n\n");

    struct Node *new_node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    new_node->data = key;
    new_node->qnext = prev->qnext;
    prev->qnext = new_node;
    new_node->qprev = prev;

    if (new_node->qnext != NULL)
        new_node->qnext->qprev = new_node;
    else
        tail = new_node;

    printf("head %p, data is %d, next is %p, prev is %p\n", head, head->data, (void *)head->qnext, (void *)head->qprev);
    printf("new_node %p, data is %d, next is %p, prev is %p\n", new_node, new_node->data, (void *)new_node->qnext, (void *)new_node->qprev);
    printf("tail %p, data is %d, next is %p, prev is %p\n", tail, tail->data, (void *)tail->qnext, (void *)tail->qprev);

    return 0;
}

运行结果：

head 0x2380010, data is 2147483647, next is 0x2380030, prev is (nil)
tail 0x2380030, data is -2147483648, next is (nil), prev is 0x2380010
prev of new node 0x2380010, data is 2147483647, next is 0x2380030, prev is (nil) // this is same as head,
--------------------

head 0x2380010, data is 2147483647, next is 0x2380460, prev is (nil)
new_node 0x2380460, data is 20, next is 0x2380030, prev is 0x2380010
tail 0x2380030, data is -2147483648, next is (nil), prev is 0x2380460

<强>建议

不要混合struct（head，tail）＆amp;结构指针（new_node），令人困惑，容易犯错。
单个链表可能足以进行此类插入，在单个链表中插入元素有一种棘手的方法。
要获得良好的性能，您可以分配一个大缓存，然后从缓存中创建新节点。
编译c代码时，添加-Wall个选项，这会给你更多警告。

在链表中插入节点

2 个答案: