概念梳理：C和C++关于链表的构建差异和拓展想法

淩亂°似流年 2023-09-30 12:57 58阅读 0赞

> **提示：陌生人要天天开心**

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  一、C语言与C++链表构建详细代码对比
 *   *  C语言中的链表构建样例：
     *  C++中的链表构建样例：
 *  二、C语言与C++链表构建的针对比较
 *   *  一、链表的头尾指针关于初始化的差异：
     *  二、功能函数实现上的差异：
     *  产生的想法：
 *  结语

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## 前言 ##

`本文中记录的大概内容：`  
本篇文章主要记录的是本人在C++的学习过程中产生的浅薄见解，涉及到C语言的链表讲解（结构体）、C++的链表讲解（类）还有二者之间的对比差异和优势。

新手小白，如有错误，请见谅。

C语言和C++在当今都在被广泛使用着，本文介绍的内容并不能证明语言的优劣。  
语言只是工具，在不同的环境下语言的优势劣势也不同，平常心看待就好。

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`以下是本篇文章正文内容，下面代码案例可供参考`

## 一、C语言与C++链表构建详细代码对比 ##

### C语言中的链表构建样例： ###

(以下代码已在vscode中调试运行成功)

#include <stdio.h>  //本文代码构建结点均使用尾插法，即链表末尾插入结构体结点延长链表
    #include <malloc.h> //使用malloc函数必须包括的头文件
    
    struct Node
    {
        
      //结点数据域:
      int data; //数据可以根据需求自行添加char/int/double等等类型的变量
      //结点指针域:
      struct Node *next;
      //双向链表可以添加：struct Node *prev;
    };
    
    int main()
    {
        
      struct Node *head = NULL; //创建头指针，初始化为空，原因：此时链表没有结点。
      //头指针作用：帮助我们能够时刻定位到链表的头结点位置，以免丢失链表。
      struct Node *tail = NULL; //创建尾指针，初始化为空，如头指针时刻指向链表的头结点一样，尾指针时刻指向链表的尾结点。
    
      //以循环三次构建链表为例
      struct Node *p = NULL;
      for (int i = 0; i < 3; i++)
      {
        
        p = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node)); //动态申请一个内存大于等于结构体中变量类型相加总合的空间(详情见结构体内存对齐原则），并将这个新结点的地址赋值给结构体指针q;
        p->next = NULL;                                 //在每一结点申请后，都将结点指针域中的next指针赋值给空，使每一结点都成为链表末尾。
        printf("请输入结点数据：");
        scanf("%d", &p->data); //将输入的数据存入结构体结点的数据域中的int类型data变量
    
        if (head == NULL && tail == NULL) //头尾指针都为空，则此时结点是第一次的结点
        {
        
          head = p; //头指针指向这个首位结点
          tail = p; //让结构体指针指向当前链表的末尾（使用尾插法）
        }
        else
        {
        
          tail->next = p;    //让tail指针指向的链表末尾指针的next指针(本为空指针)指向q指针指向的新结点，增加链表长度
          tail = tail->next; //让尾指针tail指针重新指向至链表的末位结点，末位结点即为使用尾插法新插入到链表末位的结点
        }
      }
      for (p = head; p != nullptr; p = p->next)
      {
        
        printf("结点数据：%d\n", p->data); //指针可以直接使用->符号访问。
      }
      //让指针p重新指向头指针head所指向的位置,即链表的头结点位置。
      //让p指针的地址等于p所连接的下一个结点的地址，第一次即为从head变为head->next
    
      return 0;
    }

### C++中的链表构建样例： ###

(以下代码已在vscode中调试运行成功)

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Node //同C语言
    {
        
    public:
      Node() : next(nullptr) {
        }
      int data; //类应该包含的类型数据可以自行选择
    
      Node *next;
      //同上文C语言样例，双向链表可以添加Node *prev
    };
    class List
    {
        
    public:
      List() : head(nullptr), tail(nullptr)
      {
        
      } //利用初始化列表对类的头指针、尾指针赋值为空
      // ps：当创建List类的对象时才会调用这个构造函数，List类的对象也就是一条新的链表。
      //创建List对象语句的作用与上文struct Node *head=NULL;和struct Node *tail=NULL;两段语句加起来的作用是一致的，都起到了构建一条新链表的效果。
    
      Node *head; //链表的头指针
      Node *tail; //链表的尾指针
    };
    
    int main()
    {
        
      List list_1;                //根据链表List类构建对象list_1，可以将这个对象看成一条链表，多建立一个对象则多一条链表
      Node *p = nullptr;          //指针不指向其他地址时赋值为空是一种好的习惯
      for (int i = 0; i < 3; i++) //以循环三次构建链表为例
      {
        
        p = new Node(); //创建Node类对象的同时调用了Node类的构造函数将Node 类型的next指针赋值为空
        cout << "请为当前结点输入数据:";
        cin >> p->data;
        if (list_1.head == nullptr && list_1.tail == nullptr) //头尾指针都为空，则此时结点是第一次的结点
        {
        
          list_1.head = p;
          list_1.tail = p;
        }
        else
        {
        
          list_1.tail->next = p;
          list_1.tail = list_1.tail->next;
        }
      }
      for (p = list_1.head; p != nullptr; p = p->next)
      {
        
        cout << "当前结点数据:" << p->data << endl;
      }
      return 0;
    }

## 二、C语言与C++链表构建的针对比较 ##

### 一、链表的头尾指针关于初始化的差异： ###

C语言示例：

struct Node *head=NULL,*tail=NULL;

C++示例：

List():head(nullptr),tail(nullptr){
        }

从这里或许可以看出两者之间些许的差异。

当使用C语言的结构体创建结点时，关于链表**头尾指针的初始化**是**需要另外添加语句**进行的，但是**C++可以将头尾指针初始化这一步骤添加至类的构造函数之中**，在每次创建如链表之类的对象时都**无需对头尾指针另外初始化**。

### 二、功能函数实现上的差异： ###

**C语言**中使用**struct建立的结点**都是带有单个或多种数据类型的**数据变量的组合**，需要针对该结点而使用**功能函数都需要在其他位置建立**，函数和结构体之间的联系不甚紧密。

**C++中则可以将针对类中数据的功能函数一同添加至类中**，变量和函数之间的联系更为紧密。

例如，若是上述C++的程序示例中想使用类中的函数输出数据，则可以将Node类修改成如下：

class Node
    {
        
    public:
    Node():next(nullptr){
        }
    void print()
    {
        
    cout<<"当前结点数据："<<data<<endl;
    }
    int data;
    Node *next;
    };

而后在上述C++程序示例中将

for (p = list_1.head; p != nullptr; p = p->next)
      {
        
        cout << "当前结点数据:" << p->data << endl;
      }

这一循环中的内容改为

for (p = list_1.head; p != nullptr; p = p->next)
      {
        
        p->print();
      }

这样即可以让**每个类的不同数据自带有针对当前类的一些功能函数**。

### 产生的想法： ###

**C语言**被称为**面向过程**的程序语言，**C++被称为面向对象**的程序语言，它们之间的差异或许从这里就能窥探一二。

**C语言**的函数在设计过程中针对我所使用的变量**单独设计**，是在过程中产生的函数，**代码重用的几率是很低的**。

C++的类可以自带有针对该类变量的函数，若你在类中**设计的函数是基础的**，不是过于具体的，在程序设计的过程中，这些函数都或多或少可以符合需求，而**不会直接因为太过于具体而被舍弃**。

针对**具体的问题**，可以使用**派生类继承基类来添加符合需求的函数**，**保留可以符合需求的函数，重写需要更加具体的函数，增加代码的重用**，我想这是便利的，也是类的继承机制的优势。

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## 结语 ##