链表打印意外值

Linked list prints unexpected value

本文关键字：意外 打印 链表      更新时间：2023-10-16

无论我检查了多少引用，我总是发现我的实现是健全的。然而，这个程序不起作用，我不知道为什么。请帮忙。非常感谢。我有这类

class intNode
{
int x;
intNode * next;
public:
intNode();
intNode(int y, intNode *p);
setNode(int y, intNode *p);
int getX();
void setX(int y);
void setNext(intNode *p);
intNode* getNext();
};

以及此类

class intList
{
private:
intNode * head;
public:
intList(); //sets head=NULL
void push( int x);
void print();
}

推送如下

void intList::push(int x)
{
intNode *newNode;
newNode->setX(x);
newNode->setNext(head);
head = newNode;
}

打印如下

void intList::print()
{
intNode *current = head;
cout << "Printing list" << endl;
while(current != NULL)
{
cout << current->getX() << "t";
current = current->getNext();
}
cout << endl;
}

但不知怎么的，主中的这段代码

intList l;
l.push(5);
l.print();

返回这个奇怪的值：6946556

让我们检查一下push方法，看看哪里出了问题。

intNode *newNode;

现在有一个名为newNode的变量，它是指向intNode的指针。该指针当前未设置为任何内容(我们称之为"未初始化")。

试图访问一个未初始化的变量(例如取消引用它或调用它的方法)会导致未定义的行为，这是另一种表示"所有赌注都落空了"的方式——标准没有说明应该发生什么，所以编译器可以生成它想要的任何东西。

所以当你这样做的时候：

newNode->setX(x);

您现在正在对未初始化的指针newNode调用一个方法。除此之外的任何事情都与我们对代码的检查几乎无关，因为编译器在优化程序时可能会无意中做一些看似"疯狂"的事情。

例如，您的程序在g++ 6.4.0和-O0上运行良好。它打印5。这是因为编译器没有优化任何东西，而且我们显然很幸运，newNode"碰巧"的值实际上是一个有效的地址。

然而，当我转到-O1时，程序实际上根本没有输出任何值。我的怀疑是，编译器发现push在所有代码路径上都会导致UB，因此得出结论，决不能调用push，而且根本不需要为该方法生成任何程序集(注意：我当时没有在程序集中验证这一点。)

当调用未定义的行为时，这只是会发生的疯狂事情之一——请参阅上面链接的文章了解其他一些内容。未定义的行为应永远不要发生在代码中。

现在，正确的做法是分配一个新的节点，并将指针设置为指向它

intNode *newNode = new intNode();

，那么您的代码看起来不错。不要忘记new是一个堆分配——当不再需要时(当删除节点时)，你的工作是确保它是deleted，否则你会有没有使用的内存(内存泄漏)。

PS：如果你用-Wall选项调用g++，它会警告你这个错误：

test.cpp: In member function ‘void intList::push(int)’:
test.cpp:30:17: warning: ‘newNode’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
newNode->setX(x);

总是要注意编译器的警告——它们通常是有充分理由的！

在intList::push中，它不创建新节点，而是使用不确定的指针值。

必须分配新节点：

void intList::push(int x) {
head = new intNode(x, head);
}

您可能希望在编译代码时启用警告，因为这将是编译器警告。对于g++，请使用-Wall -Wextra -Werror命令行选项。

Treeston很好地解释了为什么这里会出现任意wierdness，但我不喜欢他使用new的建议。

您的intNode拥有next指针，它是唯一的所有者，因此您应该使用std::unique_ptr。类似地，intList拥有head。

class intNode {
friend class intList;
int x;
std::unique_ptr<intNode> next;
public:
intNode();
intNode(int _x, std::unique_ptr<intNode> _next); 
int getX();
intNode * getNext();
};
intNode::intNode() {}
intNode::intNode(int _x, std::unique_ptr<intNode> _next)
: x(_x), next(std::move(_next)) {}
class intList {
std::unique_ptr<intNode> head;
public:
void push(int x);
void print();
}
void intList::push(int x) {
head = std::make_unique(x, std::move(head));
}
void intList::print()
{
cout << "Printing list" << endl;
for(intNode * current = head.get(); current; current = current->getNext())
{
cout << current->getX() << "t";
}
cout << endl;
}
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