面试题：C语言结构体指针在复杂数据结构与内存管理中的深度应用

链表结构定义

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

// 定义链表节点结构体
typedef struct ListNode {
    int data;
    struct ListNode* next;
} ListNode;

排序函数实现

// 交换两个节点的数据
void swap(ListNode* a, ListNode* b) {
    int temp = a->data;
    a->data = b->data;
    b->data = temp;
}

// 对链表进行冒泡排序
void sortList(ListNode* head) {
    if (head == NULL) return;
    ListNode* ptr1, * ptr2;
    for (ptr1 = head; ptr1 != NULL; ptr1 = ptr1->next) {
        for (ptr2 = ptr1->next; ptr2 != NULL; ptr2 = ptr2->next) {
            if (ptr1->data > ptr2->data) {
                swap(ptr1, ptr2);
            }
        }
    }
}

内存管理说明

在链表的操作过程中，注意创建节点时使用 malloc 分配内存，使用完毕后要使用 free 释放内存，以避免内存泄漏。例如，创建新节点时：

ListNode* newNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
if (newNode == NULL) {
    // 处理内存分配失败的情况
    return;
}
// 使用完节点后释放内存
free(newNode);

结构体指针访问成员的优势

内存布局方面：
- 链表这种复杂数据结构通常在堆上动态分配内存。使用结构体指针可以灵活地控制内存的分配和释放，节点在内存中不必连续存储。如果使用直接结构体变量，在链表场景下很难动态地添加或删除节点，因为直接变量的内存位置是固定的，不利于链表这种动态数据结构的内存布局。
程序运行效率方面：
- 结构体指针在访问成员时，通过指针直接寻址，对于链表这种需要频繁遍历节点的场景，效率较高。而直接结构体变量在链表中使用时，若要移动到下一个节点，可能需要进行更多的数据拷贝操作（例如将整个结构体变量移动到新位置等复杂操作），相比之下效率较低。
可维护性方面：
- 结构体指针使得代码更具模块化和可读性。例如在链表的插入、删除操作中，通过指针操作节点非常直观和清晰。如果使用直接结构体变量，代码将变得复杂且难以理解，特别是在涉及到节点关系的调整时，直接变量不利于表达节点间的逻辑关系，使得代码的可维护性降低。

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面试题：C语言结构体指针在复杂数据结构与内存管理中的深度应用

知识考点

面试题答案

链表结构定义

排序函数实现

内存管理说明

结构体指针访问成员的优势