CPP中的链接类

Question

我目前发现的主要问题是“初始化指针”。

在 Pascal 中，您所要做的就是声明NEW(POINTER). 在 C++ 中，我迷路了——如果我错了，请纠正我——你必须声明一个“虚拟”变量才能启动一个指针。

让我这样说：我想构建一个由指针链接的类。在 Pascal 中，我所要做的就是为类添加一个指针，我称之为next，与它嵌套在其中的类型相同。

我如何在 C++ 中做到这一点？

Answer 1

指针在 C++ 中的工作方式与在 Pascal 中的工作方式完全相同。唯一的区别在于您如何分配和释放所指向的事物。

例如，您可以声明一个局部变量并指向它，例如：

int i = 12345;
int *p = &i;
// use p as needed...

这相当于在 Pascal 中：

var
  i: Integer;
  p: ^Integer;
begin
  i := 12345;
  p := @i;
  // use p as needed...
end;

或者，您可以使用new和delete来处理动态分配的变量，例如：

someType *data = new someType;
// use data as needed ...
delete data;

这相当于在 Pascal 中：

type
  someType = record
    ...
  end;

var
  data: ^someType;
begin
  New(data);
  // use data as needed ...
  Dispose(data);
end;

但是，现代 C++ 代码应尽量避免直接使用new/ delete。使用智能指针代替（std::unique_ptrand std::shared_ptr、viastd::make_unique()和std::make_shared()），当它们超出范围并被销毁时会自动释放内存。这有助于使代码更安全，并且在指向数据的所有权语义方面更具自文档性。仅在需要访问数据而不转移所有权的情况下使用原始指针，例如：

void doSomething(someType *data)
{
    // use data as needed ...
}

{
    auto data = std::make_unique<someType>();
    doSomething(data.get());
} // <-- data is freed automatically here!

您描述的类的类型更正式地称为“链表”的节点/元素，通常使用new/实现delete，例如：

#include <iostream>

struct node
{
    int data;
    node* next = nullptr;
};

node *head = nullptr;
node *tail = nullptr;

void addToList(int data)
{
    node **n = (tail) ? &(tail->next) : &head;
    *n = new node{data};
    tail = *n;
}

void clearList()
{
    node *n = head;
    while (n) {
        node *next = n->next;
        delete n;
        n = next;
    }
    head = tail = nullptr;
}

void printList()
{
    node *n = head;
    if (n)
    {
        std::cout << n->data;
        while ((n = n->next) != nullptr) {
            std::cout << ", " << n->data;
        }
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main()
{
    addToList(12345);
    addToList(67890);
    printList();
    clearList();
    return 0;
}

但是，链表并不是使用智能指针的好例子。是的，head指针至少可以是智能指针。但是，你仍然要迭代列表摧毁各个节点，在之前unique_ptr破坏了head节点。您可能也想使next指针成为智能指针，但这样做是个坏主意，因为在销毁大型链表时，递归析构函数调用可能会炸毁调用堆栈。迭代循环更适合销毁链表，而next成为智能指针并不适合该用例。

但是，在任何情况下，C ++内置了标准类双链表（std::list）和单链表（std::forward_list），其处理链接指向你，这样你就可以更专注于您的类数据，减少对如何类实例链接在一起，例如：

#include <iostream>
#include <list>

std::list<int> l;

void printList()
{
    auto iter = l.begin();
    if (iter != l.end())
    {
        std::cout << *iter;
        while (++iter != l.end()) {
            std::cout << ", " << *iter;
        }
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main()
{
    l.push_back(12345);
    l.push_back(67890);
    printList();
    return 0;
}