c - 为什么在使用动态数据类型时必须返回指针？ (即堆栈、列表、队列、动态数组)

Question

当使用pop和push函数时，我必须返回一个指针，否则变量堆栈不会改变。有谁知道为什么吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//Defining stack element
typedef struct element
{
    int num;              //Content of the element
    struct element *next; //Pointer to the next element
}element;

element *push(element *s, int x); //Insert x elements in the stack
void print(element *s);           //Prints the stack's elements
element *pop(element *s);         //Removes the stack's top element

int main()
{
    element *stack = NULL; //Pointer to the stack's top element
    int x;

    printf("Insert the number of elements: ");
    scanf("%d", &x);

    stack = push(stack, x);
    print(stack);

    stack = pop(stack);
    print(stack);

    return 0;
}

element *push(element *s, int x)
{
    element *newElement;

    for(; x > 0; x--)
    {
        newElement = (element*)malloc(sizeof(element));

        printf("Number: ");
        scanf("%d", &newElement->num);

        newElement->next = s;
        s = newElement;
    }

    return s;
}

void print(element *s)
{
    element *through = s;

    printf("Your stack:\n");

    while(through != NULL)
    {
        printf("%d\t", through->num);
        through = through->next;
    }
    printf("\n");
}

element *pop(element *s)
{
    element *elementDeleted = s;
    s = elementDeleted->next;

    printf("Element deleted: %d\n", elementDeleted->num);

    free(elementDeleted);
    elementDeleted = NULL;

    return s;
}

我只是希望修改函数中的指针堆栈，因此我希望函数为空。但实际上，如果我不返回指针，堆栈变量将保持其起始值(在本例中为 NULL)。

Answer 1

您需要在函数参数中使用双指针:

// Add a new value to the top of the stack
void push(element **s, const int x);
// Print the stack
void print(const element *s);
// Try removing the top element of the stack and returning it
int pop(element **s);

然后，您可以使用对堆栈指针的引用来调用 push 和 pop:

push(&stack, x);
pop(&stack);

然后，如果你想修改指向堆栈的指针，你可以取消引用s一次:*s = newElement，但如果你想获取顶部元素，您取消引用它两次:const int num = (*s)->num;。

需要这样做的原因是，当您将指向堆栈的指针传递给函数时，该函数会收到该指针的副本。这个新指针引用同一个堆栈，因此修改堆栈中的值会起作用，但修改指针本身不会在函数外部执行任何操作。

如果您使用指向堆栈的指针，则允许修改第二个指针，因为只有顶级指针是副本。