问题描述
我正在研究CS50 pset5拼写器，在讲座中，他们介绍了一种称为节点的新东西。什么是节点？我真的不明白他们在视频中说的话。当我尝试使用Google搜索时，我得到了一些解释什么是节点的站点，但我并不太了解。我是c语言的新手，所以我不习惯所谓的“编码单词”。例如，我在有关节点的站点上发现了这一点：可以通过将大小增加一倍来扩展动态数组，但是复制旧数据和释放与旧数据结构相关的内存的操作会带来开销。 strong>那是什么意思？请帮助我弄清楚什么是节点，因为它们似乎很重要且很有用，尤其是对于pset5。 我的节点是这样定义的：
typedef struct node
{
char word[LENGTH + 1];
struct node *next;
}
node;
以下是拼写pset5演练的链接：https://cs50.harvard.edu/x/2020/psets/5/speller/
解决方法
节点是一种通用术语，用于演示linked list或tree或相关数据结构的单个块。
为节点命名是一种惯例，否则您可以使用任何名称来调用它。
标准
C ++
struct node{
int data;
int *next;
};
或使用Python
class Node:
def __init__(self,data,next= None):
self.data = data
self.next = next
但是您可以使用任何名称来调用
非标准
C ++
struct my_own_name{
int data;
int *nextptr;
};
或在python
中
class my_own_name:
def __init__(self,next=None):
self.data = data
self.next = next
“节点”是图论的概念。图由节点（顶点）和连接节点的边组成。
C中的节点可以表示为结构（struct），该结构具有“所有”实现图形的所有必要数据元素。可选地，可能需要代表边缘的结构。
示例：
typedef struct NODE {
int node_id;
struct EDGE *edgelist;
} tNode;
typedef struct EDGE {
tNode *from,*to;
struct EDGE *next;
} tEdge;
注意：术语“节点”也可以在其他上下文中使用，例如，二叉树的节点，列表的节点等。
,“节点”不是C关键字。
其含义：
可以通过将大小增加一倍来扩展动态数组，但是复制旧数据和释放与旧数据结构相关的内存的操作会带来开销
动态分配意味着在堆上分配内存。像静态内存分配一样，不是分配的内存空间大小不必是编译时间常数，因此可以在以后的程序执行中通过重新分配更多的内存来进行修改。
间接费用是指与进行同一操作的其他方式相比，进行一项操作的额外费用。在这种情况下，与直接分配所需的总空间相比，增加动态数组的大小是一项开销。
,扩展了Ahmad的答案，有许多数据结构是由通常称为“节点”的元素构建的-每个节点都包含一些数据和对一个或多个其他数据的某种引用（通常是C和C ++中的指针）节点。对于单链列表，节点定义通常看起来像
struct node {
data_t data; // for some arbitrary data_t type
struct node *next;
};
每个节点包含以下节点的地址。图形表示通常看起来像
+------+------+ +------+------+ +------+------+
| data | next |------->| data | next |----->| data | next |------|||
+------+------+ +------+------+ +------+------+
您还可以具有双向链接列表，其中每个节点都指向前面和后面的节点：
struct node {
data_t data;
struct node *prev;
struct node *next;
};
还有二叉树，其中每个节点都指向左右子节点：
struct node {
data_t data;
struct node *left;
struct node *right;
};
使用术语“节点”只是一种常见的命名约定。
可以通过将大小增加一倍来扩展动态数组，但是复制旧数据和释放与旧数据结构相关的内存会增加开销。这是什么意思？
您可以使用realloc库函数来调整动态分配的缓冲区的大小。例如，假设我们要动态分配一个缓冲区给
存储字符串"foo"。我们将这样写：
size_t bufsize = 4;
char *buffer = malloc( bufsize );
if ( buffer )
strcpy( buffer,"foo" );
我们将假设从malloc返回的地址是0x1000：
+---+---+---+---+
0x1000: |'f'|'o'|'o'| 0 |
+---+---+---+---+
0x1004: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
... ... ... ...
现在，假设我们要将字符串"bar"附加到"foo"。我们没有分配足够大的缓冲区来做到这一点，因此我们需要使用realloc库函数来调整其大小：
char *tmp = realloc( buffer,bufsize * 2 ); // double the buffer size
if ( tmp )
{
buffer = tmp;
bufsize *= 2;
strcat( buffer,"bar" );
}
else
{
// could not extend buffer,handle as appropriate
}
现在，如果可能的话，realloc只会获取当前缓冲区后面的空间，因此该代码的结果将是：
+---+---+---+---+
0x1000: |'f'|'o'|'o'|'b'|
+---+---+---+---+
0x1004: |'a'|'r'| 0 | ? |
+---+---+---+---+
... ... ... ...
但是，如果0x1004处的内存已经分配给其他东西，那么我们就不能这样做。 realloc将不得不在另一个地址分配一个 new 缓冲区，并将当前缓冲区的内容复制到其中，然后取消分配原始缓冲区。我们可以想象足够大的自由空间的第一个区域从0x100c开始：
+---+---+---+---+
0x1000: |'f'|'o'|'o'| 0 |
+---+---+---+---+
0x1004: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
... ... ... ...
+---+---+---+---+
0x100c: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
0x1010: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
因此realloc必须首先分配从0x100c开始的8个字节，然后必须将当前缓冲区的内容复制到该新空间：
+---+---+---+---+
0x1000: |'f'|'o'|'o'| 0 |
+---+---+---+---+
0x1004: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
... ... ... ...
+---+---+---+---+
0x100c: |'f'|'o'|'o'| 0 |
+---+---+---+---+
0x1010: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
，然后最后释放0x1000处的空格。我们将"bar"附加到此 new 缓冲区中，从而得到：
+---+---+---+---+
0x1000: |'f'|'o'|'o'| 0 | // free'd memory is not overwritten
+---+---+---+---+
0x1004: | ? | ? | ? | ? |
+---+---+---+---+
... ... ... ...
+---+---+---+---+
0x100c: |'f'|'o'|'o'|'b'|
+---+---+---+---+
0x1010: |'a'|'r'| 0 | ? |
+---+---+---+---+
如果realloc找不到足够大的区域来满足请求，它将返回NULL并保留当前缓冲区。这就是为什么我们将realloc的返回值分配给另一个指针变量的原因-如果我们将NULL分配回buffer，那么我们将失去对原始缓冲区的访问权限。 / p>