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c - 为什么使用结构指针而不是结构变量创建链接列表？

问题描述

下面是使用结构指针和结构变量创建的链表的单独代码。

// Here a linked list is created using structure pointers  
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node
{
    int data;
    struct Node * ptr;
};

void traversal(struct Node * poin) 
{
    while(poin != NULL)
    {
        printf("%d, ", poin->data);
        poin = poin->ptr; 
    }
}

int main()
{
    struct Node * head = NULL; // Structure pointers
    struct Node * second = NULL;
    struct Node * third = NULL;

    head = (struct Node *) malloc (sizeof(struct Node));
    second = (struct Node *) malloc (sizeof(struct Node));
    third = (struct Node *) malloc (sizeof(struct Node));

    head->data = 5;
    head->ptr = second;

    second->data = 23;
    second->ptr = third;

    third->data = 839;
    third->ptr = NULL;
    
    traversal(&head);
    return 0;
}

// Here the same linked list is created using structure variables
#include <stdio.h>

struct Node
{
    int data;
    struct Node * ptr;
};

// Pointer poin moves along different elements of a linked list
void traversal(struct Node * poin)
{
    while(poin != NULL)
    {
        printf("%d, ", poin->data);
        poin = poin->ptr; 
    }
}

int main()
{
    struct Node head, second, third; // Structure variables
    head.data = 5;
    head.ptr = &second;

    second.data = 23;
    second.ptr = &third;

    third.data = 839;
    third.ptr = NULL;
    
    traversal(&head);
    return 0;
}

如果我们忽略动态内存分配，为什么链表是使用结构指针创建的，而使用结构变量也可以做到这一点？它仍然让我感到困惑。

标签： c

解决方案

链接列表是“动态数据结构”之一，与任何类型的变量等静态数据结构相对。
主要优点（至少与“动态”属性相关的优点）是可以在运行时更改数据结构的总数。重点是结构，而不是结构内部的值。
对于您的问题，运行时最相关的变化是增加元素的数量，即添加更多元素，特别是添加一些在运行前无法预测的额外元素。（我应该将运行时指定为程序已经忙于完成其工作的时间，即在设置变量之后。）
如果您使用变量（甚至是数组，甚至是最初创建后的可变长度数组），则该数字是固定的。您可以设置一个大数字，足以容纳最多所需的元素。但如果你不能确定这样的最大值，你就陷入了死胡同。

TLDR 动态数据结构可以在运行时增长（缩小并再次增长）。
变量不能。所以我拒绝你的“使用结构变量也可以做到这一点”。

（此答案侧重于您已标记的 C。对于其他语言，包括 C++，必须讨论更多方面。）

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