C++ 结构体、构造函数与内存管理简析-优快云博客

在解决 LeetCode.707 设计链表时，我们实现了一个链表。但在这个过程中，很多 C++ 的基础概念可能会让人感到困惑：

struct 到底怎么写才规范？C 语言里的 typedef去哪了？
LinkNode* dummy; 只是一个定义，它如何变成一个真正的节点？
为什么在函数里可以直接用 dummy，不需要重新定义？
为什么用了 new，就必须配上一个 ~MyLinkedList() 析构函数？

本文将围绕这些问题，简单学习一下相关概念。

一、为什么不用 `typedef` 了？

在 C 语言中，我们通常这样写：

 // C 语言风格
 typedef struct Node {
     int val;
     struct Node* next;
 } Node;

这是因为在 C 中，struct Node 是一种类型说明，要直接使用 Node 作为类型名，需要用 typedef 创建一个别名。

但在 C++ 中，这个过程被大大简化了！

当定义一个 struct 或 class 时，它的名字直接就成为了一个新的类型名。

    // C++ 风格
    struct LinkNode {
        int val;
        LinkNode* next;
        // ... 构造函数 ...
    };

    // 现在可以直接使用 LinkNode 作为类型，无需 typedef
    LinkNode* my_node;

这就是为什么在现代 C++ 代码中，很少再看到 C 风格的 typedef struct 写法。

二、从指针定义到实体节点

在 MyLinkedList 类中，我们首先定义了一个成员变量：LinkNode* dummy;。

理解这一步至关重要：这只是一个指针！

你可以把它想象成一个**“门牌号地址簿”**。dummy 就是地址簿里的一个条目，它现在是空的，没有记录任何地址。它本身不是一个“房子”（节点），只是一个准备用来记录房子地址的变量。

那么，“房子”是在哪里建的呢？ 答案就在 MyLinkedList 的构造函数里：

    MyLinkedList() {
        dummy = new LinkNode(-1, nullptr);
    }

这行代码做了两件大事：

new LinkNode(-1, nullptr): new 关键字就像一个“建筑队”。它会在一块叫做**“堆 (heap)”**的特殊内存区域中，建造一个新的 LinkNode 房子。
dummy = ...: 建筑队建好房子后，会返回这栋房子的地址。我们用赋值操作符 =，将这个地址郑重地记录在我们的 dummy 地址簿里。

从此刻起，dummy 这个指针就指向了一个真实存在的、活生生的节点对象。

三、构造函数 —— 对象的“出厂设置”

new LinkNode(-1, nullptr) 不仅创建了对象，还调用了 LinkNode 的构造函数。

构造函数是 struct 或 class 的一个特殊函数，负责在对象创建时进行初始化，也就是进行“出厂设置”。

    struct LinkNode{
        LinkNode* next;
        int val;
        // 这就是构造函数
        LinkNode(int v, LinkNode* n) : val(v), next(n) {}
    };

让我们来解读这个构造函数 LinkNode(int v, LinkNode* n) : val(v), next(n) {}：

LinkNode(int v, LinkNode* n): 这是函数签名，表示它接受一个 int 和一个 LinkNode* 作为参数。
: val(v), next(n): 这是成员初始化列表，是 C++ 中最高效、最标准的初始化方式。它的意思是：“请直接用参数 v 来初始化成员 val，用参数 n 来初始化成员 next”。
{}: 这是构造函数的函数体，因为所有初始化工作都在列表中完成了，所以这里是空的。

所以，new LinkNode(-1, nullptr) 的完整含义是：“在堆上创建一个 LinkNode 对象，并调用它的构造函数，将其 val 初始化为 -1，将其 next 指针初始化为 nullptr”。

四、为什么在函数里可以直接用 `dummy`？

因为 dummy 是 MyLinkedList 的一个成员变量，它属于这个类的每一个实例对象。当你在 addAtHead 等成员函数中写下 dummy->next 时，你是在说：“请拿出本对象的 dummy 地址簿，找到它记录的那个房子的地址，然后访问那个房子的 next 房间”。

你不需要在每个函数里重新定义它。dummy 节点作为整个链表的“导航起点”或“哨兵”，自始至终都存在于 MyLinkedList 对象的生命周期中。

五、为什么用了 `new` 就必须配上析构函数？

回到我们的比喻：new 是在“堆”这块公共土地上盖的房子。这块地是“三不管”地带，系统不会自动帮你拆除。如果你盖了房子（new），却在离开时（对象销毁时）不告诉建筑队去拆掉它（delete），这个房子就会永远地、废弃地立在那里，占用土地。这就是内存泄漏 (Memory Leak)。

析构函数 ~MyLinkedList() 就是你与 C++ 签订的“拆迁协议”。

~MyLinkedList(): 这个函数会在 MyLinkedList 对象被销毁前自动被调用。这是你最后的机会去清理你手动申请的资源。
delete curr;: 这就是“拆迁”指令。它会释放 curr 指针指向的那块堆内存，把土地还给系统。

    ~MyLinkedList() {
        LinkNode* curr = dummy;
        while (curr) {
            LinkNode* next = curr->next; // 1. 先保存下一栋房子的地址
            delete curr;                 // 2. 拆掉当前的房子
            curr = next;                 // 3. 移动到下一栋房子
        }
    }

这个循环确保了从 dummy 开始，整个链表上的每一个节点都被安全地拆除，完美地履行了“有借有还”（new/delete）的C++ 契约。