C 指针，将元素插入链表的 HEAD

Question

我正在研究K&R书（#6.3）中的一个问题，其中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尝试向结构添加新条目（有点像链表）时，会出现问题，程序终止时没有错误消息。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;
    }
}

即使只向wordlist添加第一个单词，程序也会终止。这是在if (wordlist == NULL) wordlist = new;的行上，new包含指向我错误定位的有效结构的指针。这怎么可能？

据我所知，这是我的指针使用问题，但我不确定它到底在哪里。有人可以帮忙吗？

Answer 1

一些相当明显，一些不太明显的事情。

w 的 for 循环限制停止一个短线

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

这将从第一个开始，一直持续到

1. 我们的节点已用完
2. 我们几乎（一个短暂的）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，它就会正确继续。一旦任何单词不匹配，先前的循环就会中断。

这是这个函数的前十行。

字符串分配大小无法考虑 nulchar 终止符

这比以零结尾的字符串所需的分配大小少一个字符：

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

您始终需要终结器的空间。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"单后"或"前"指针时，它们是一种最常用的构造。就像任何指针一样，它们持有一个地址。与常规指针到某物不同，指针到指针指向某物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部指针的地址来"循环"，即输入搜索。

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，或者单词实际匹配，则循环将终止。否则，它将设置当前节点的next指针的地址（而不是地址）。如果我们用完了单词并且永远找不到匹配项，循环将中断，但有一个最方便的结果：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，则它包含头指针的地址。

有了这个，我们可以这样做：

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，要么循环将退出并*vv NULL，并且vv包含我们要设置为新分配的next指针的地址。

我强烈建议您在调试器中逐行单步执行此代码，并了解其工作原理。 利用这种技术具有许多可取的品质，其中包括非常简短的方法，该方法以O(n)的复杂性填充前向链表，而无需检查头部指针或每次插入时遍历列表并保留原始顺序（而不是像堆栈状解决方案那样反转顺序）：

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;