详解C语言中二级指针与链表的应用

Heidi ·

更新时间:2024-11-15

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前言

二级指针讲解

链表的应用

定义双链表的结构体

创建双链表

前言

这篇文章即将解决你看不懂或者不会写链表的基本操作的问题，对于初学者而言，有很多地方肯定是费解的。比如函数的参数列表的多样化，动态分配内存空间函数malloc等，其实这些知识和指针联系紧密，尤其是二级指针。那么开始好好的学习这篇文章吧！

二级指针讲解

简述：其实就是一个指针指向另一个指针的地址。

我们都知道指针指向地址，但是指针自身也是一个变量，当然也可以被二级指针所指向。

语法：形如 int x = 10; int *q = &x; int **p = & q;

那么这里的q指针指向x的地址，p指针指向指针q的地址，*q可以得到x的值，*p可以得到q指针本身，**p也可以得到x的值。

代码示例：

int main(void)
{
    int x = 10; 
    int* q = &x;
    int** p = &q;    
    printf("x 的地址为：    %d\n", &x);
    printf("q 指向的地址为：%d\n", q);
    printf("*p的值为：      %d\n", *p);   //p指向指针q的地址，那么*p是解引用操作，
                                          //就等于了q本身
    printf("x 的值为：     %d\n", x);
    printf("q 存取的值为： %d\n", *q);
    printf("**p的值为：    %d\n", **p);    //**p相当于解引用解了两次，第一次先得到q本身，
                                          //第二次得到q指向地址的值
    return 0;
}

运行结果：

链表的应用

这里以带头结点的双链表为例

定义双链表的结构体

typedef int ElemType;//将整型数据重命名为int
typedef int Status;//整型重命名为Status
//双链表的数据结构定义
typedef struct DouNode {
    ElemType data;               //数据域
    struct DouNode* head;        //前驱指针
    struct DouNode* next;        //后继指针
}DousList, * LinkList;// 结点指针

代码解释：

利用typedef对数据类型进行重命名，只要在后面遇到的 ElemType和 Status都是整型就够了。双链表结构体包含三个部分：数据域、前驱指针、后继指针，与单链表的区别就是多了一个前驱指针。然后大括号结束部分也是重命名，此时DousList和DouNode效果一样，都是结构体名，然后LinkList是指向结点的指针。

具体使用：

LinkList L，L是一个指针，DousList *P，P也是一个指针，属于两种创建方式。

创建双链表

使用两种正确的创建链表形式和一种错误的形式，对比着记忆创建方法

传入一级指针

这种方式并不能成功创建

代码演示：

void CreateDouList(LinkList L, int n)
{
    LinkList  ptr;
    int i;
    L = (LinkList)malloc(sizeof(DousList));    //为头结点申请空间
    L->next = NULL;
    L->head = NULL;
    L->data = n;//L->data记录结点的个数
    ptr = L;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        int value = 0;
        scanf("%d",&value);
        LinkList me = (LinkList)malloc(sizeof(DouNode));
        me->data = value;    //节点数据域
        me->next = NULL;
        me->head = NULL;
        ptr->next = me;     
        me->head = ptr;
        ptr = ptr->next;     //尾插法建表
    }
}

代码解析：

这里的参数列表是 LinkList L 和整型数据 n，L是传入的链表头结点指针，n是用来记录插入数据的个数的，在下面的for循环用做循环的次数。接下来使用malloc函数为L链表分配内存空间，malloc需要用指针来接收，左边的括号是分配的指针类型，右边的括号是分配的内存空间大小。分配空间完成之后初始化前驱和后继指针为空，数据域data记录数据的个数。ptr指针初始等于L指针，接下来进入n次循环，创建待插入结点指针me并进行分配内存空间和初始化，最后三行代码进行尾插法建立链表：

尾插法：

先让ptr的后继指针指向me，然后me的head指针指向ptr，这就相当于在链表头把me结点插入链表，然后ptr指向这个插入的新结点，这就保证了每次插入的结点都在上一个插入的结点之后。

但是这样真的在链表中插入数据了吗，来看看调试结果：

进入遍历的程序时，让创建的ptr指针指向L链表的后继，立马就出现了空指针异常，但是上面明明插入数据了，原因是什么呢? 很明显，这里的链表L并未完成插入数据。这是因为我们在创建链表的函数里传入的只是链表的指针L，那么在函数里这个指针只是一个副本，在这里给他增大内存空间并不会影响到实参链表，这和普通数据类型的值传递和地址传递的情况一致。

我们利用传入指针地址来解决这个问题，两个方法：指针的引用和二级指针

传入指针的引用

函数的实现部分完全不用修改，只要形参列表加上一个引用符"&"即可。

void CreateDouList(LinkList &L, int n);

查看调试结果：

同样的调试方法，传入指针的引用之后可以清晰的看到L的data等于5，也就是存了五个数据，然后对于的后继结点的值都和尾插的结果一致，最后一个结点的后继指针正好指向NULL，完全符合我们的设计的代码。

传入指针的引用之后，函数里链表的空间变化会导致实参里的链表空间变化，这样做才能使插入操作完成，将结点插入到链表内。

传入二级指针

这个和指针的引用原理一样，我主要分享给你们使用的形式

注意调用的时候实参要加“&”符，例：CreateDouList(&L,n);

void CreateDouList(LinkList *L, int n)
{
    LinkList  ptr;
    int i;
     *L = (LinkList)malloc(sizeof(DousList));    //为头结点申请空间
    (*L)->next = NULL;
    (*L)->head = NULL;
    (*L)->data = n;//L->data记录结点的个数
    ptr = (*L);
    printf("开始插入数据：\n");
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        int value = 0;
        scanf("%d",&value);
        LinkList me = (LinkList)malloc(sizeof(DouNode));
        me->data = value;    //节点数据域
        me->next = NULL;
        me->head = NULL;
        ptr->next = me;     
        me->head = ptr;
        ptr = ptr->next;     //尾插法建表
    }
}

这里形参列表的参数是 LinkList *L，和DousLIst **L效果一样，是一个二级指针。如果用到指向链表的指针就需要一次接引用操作，写成(*L)的形式。然后再去分配空间、进行初始化、赋值给链表指针ptr等操作，这样链表二级指针L的改变也会使实参的链表发生改变，可以查看调试结果。

调试结果：