面试题：C语言结构体嵌套在复杂数据结构设计中的应用

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

// 定义节点属性结构体
typedef struct NodeAttributes {
    int id;
    char name[50];
} NodeAttributes;

// 定义图节点结构体
typedef struct GraphNode {
    NodeAttributes attributes;
    struct GraphNode** children;
    int childCount;
    int capacity;
} GraphNode;

// 定义图结构体
typedef struct Graph {
    GraphNode* root;
} Graph;

// 创建新节点
GraphNode* createNode(int id, const char* name) {
    GraphNode* newNode = (GraphNode*)malloc(sizeof(GraphNode));
    newNode->attributes.id = id;
    strcpy(newNode->attributes.name, name);
    newNode->childCount = 0;
    newNode->capacity = 10; // 初始容量
    newNode->children = (GraphNode**)malloc(newNode->capacity * sizeof(GraphNode*));
    return newNode;
}

// 添加子节点
void addChild(GraphNode* parent, GraphNode* child) {
    if (parent->childCount >= parent->capacity) {
        parent->capacity *= 2;
        parent->children = (GraphNode**)realloc(parent->children, parent->capacity * sizeof(GraphNode*));
    }
    parent->children[parent->childCount++] = child;
}

// 删除节点及其子节点（递归）
void deleteNode(GraphNode* node) {
    if (node == NULL) return;
    for (int i = 0; i < node->childCount; i++) {
        deleteNode(node->children[i]);
    }
    free(node->children);
    free(node);
}

// 前序遍历图（递归）
void preOrderTraversal(GraphNode* node) {
    if (node == NULL) return;
    printf("Node ID: %d, Name: %s\n", node->attributes.id, node->attributes.name);
    for (int i = 0; i < node->childCount; i++) {
        preOrderTraversal(node->children[i]);
    }
}

// 初始化图
Graph* createGraph() {
    Graph* graph = (Graph*)malloc(sizeof(Graph));
    graph->root = NULL;
    return graph;
}

// 释放图内存
void freeGraph(Graph* graph) {
    if (graph == NULL) return;
    deleteNode(graph->root);
    free(graph);
}

在这种结构体嵌套设计下管理内存和避免内存泄漏的方法：

节点创建与释放：在创建节点时，使用malloc分配内存，在删除节点时，递归地释放所有子节点的内存，然后释放当前节点本身及其子节点数组的内存。例如deleteNode函数，先递归删除子节点，再释放children数组和节点自身内存。
动态内存调整：在添加子节点时，如果当前子节点数组已满，使用realloc重新分配更大的内存空间，避免内存溢出。如addChild函数，当childCount达到capacity时，将capacity翻倍并重新分配内存。
图的整体管理：在创建图时，为图结构体分配内存，在释放图时，先释放根节点及其所有子节点，再释放图结构体本身。如createGraph和freeGraph函数。

面试题：C语言结构体嵌套在复杂数据结构设计中的应用

知识考点

面试题答案

在这种结构体嵌套设计下管理内存和避免内存泄漏的方法：