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关于一级指针和二级指针作为参数的探究

news 来源：原创 2024/5/14 1:27:55

在对二叉树的学习过程中，遇到了一个问题。问题的关键是创建二叉树函数的参数类型，这个参数是一级指针还是二级指针是症结所在。正确的是定义是参数是二级指针。

以下例子都是在ubuntu 12.04上编辑、编译和执行。

二叉树的存储结构使用链式结构，节点（node）使用一个数据结构如下：

typedef struct node
{
    int data;
    struct node * next;
}btree;

首先，以一个例子进行讲解，下面是一段程序代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 int i = 0;
 int count = 0;
typedef struct node
{
    int data;
    struct node * next;
}btree;
btree * ptr1 = NULL;
btree * ptr2 = NULL;
void print(btree *root)
{
    if(root != NULL)
    {
        i++;
        printf("访问的第%d个地址:%p\n",i , root); //print访问的地址
        printf("data :  %d\n", root->data);
        print(root->next);
    }
    else
        printf("null\n");
}
void create(btree **root)
{
    int ii;
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
    scanf("%d", &ii);
    if(ii == 0)
        *root = NULL;
    else{
        *root = (btree*)malloc(sizeof(btree));
        count++;
        printf("创建过程中分配的第%d个地址:%p\n",count, *root);
        (*root)->data = ii;
        create(&(*root)->next);
    }
}
int main()
{
    btree *tree;
    printf("创建前系统分配的根地址 : %p\n", tree);
    create(&tree);
    printf("创建后系统分配的根地址 : %p\n", tree);
    print(tree);
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
    return 0;
}

编译通过，执行过程如下图:

12、34、56、78和0都是输入的数据，从执行过程中可以看到，创建前系统分配的根地址和创建后系统分配的根地址是不一样的，即tree的地址发生了变化。因为在create函数中

*root = (btree*)malloc(sizeof(btree));

root原来存放的是tree的旧地址，现在给tree的地址重新赋值，即tree的地址发生变化，tree的数据放在一块新的内存空间。连续给next开辟内存空间，即新的节点的地址，第2个地址，第3个地址……

print函数打印输出每个节点的地址和data值。可以看到当问的第一个（节点）地址和创建后系统分配的跟地址是一样的，创建的节点地址和访问的节点地址也都是一样的。

这种create函数的参数是二级指针的定义是创建二叉树常用的，是正确的。而我用了另外一种定义，虽然是错误的，但我却一直没有明白为什么这样行不通。

下面是我的另一种错误的定义：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 int i = 0;
 int j = 0;
 int count = 0;
typedef struct node
{
    int data;
    struct node * next;
}btree;
btree * ptr1 = NULL;
btree * ptr2 = NULL;
void print(btree *root)
{
    if(root != NULL)
    {
        i++;
        printf("访问的第%d个地址:%p\n",i , root);
        printf("data :  %d\n", root->data);
        print(root->next);
    }
    else
        printf("null\n");
}
void create(btree *root)
{
    int ii;
    scanf("%d", &ii);
    if(ii == 0)
        root = NULL;
    else{
        root = (btree*)malloc(sizeof(btree));
        count++;
    /*  j++;
        if(j == 1)
            ptr1 = root;
        else if(j== 2)
            ptr2 = root;
    */
        printf("创建过程中分配的第%d个地址:%p\n",count, root);
        root->data = ii;
        create(root->next);
    }
}
int main()
{
    btree tree;
    printf("创建前系统分配的根地址 : %p\n", &tree);
    create(&tree);
    printf("创建后系统分配的根地址 : %p\n", &tree);
//  print(ptr1);
//  print(ptr2);
    print(&tree);
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
        return 0;
}

经过编译,执行如下：

从执行过程中可以看到，创建前系统分配的根地址和创建后系统分配的根地址是一样的，即tree的地址没有发生变化，说明create函数并没有改变tree的地址。传入的参数root存放的是tree的地址，即它指向tree。在create函数里：

root = (btree*)malloc(sizeof(btree));

使root存放的是另一个新的地址，这个地址是系统分配的，我们不知它指向的单元内容是什么。这样root和tree不再有任何关系。我们也不知道tree->next的地址，因为系统并没有给它指定分配内存空间，它是未知的。

而调用print函数，传入的参数是tree的地址，tree->next的地址是未知的，因而访问的第2-5个地址都是没有规律的，而它有可能指向系统的地址空间，系统是不允许访问系统的内存单元的，因而系统会阻止这种访问，程序停止运行，出现错误Segmentation fault (core dumped)，在windows系统下运行的结果如下：