C Quicksort（链接列表）分段错误

Question

我必须在链接列表（在C中）上创建一个快速排序。 我的第一个和最后一个指针是枢轴（在此代码中，它是列表的第一个元素）。 我必须使用的结构：

typedef struct list_element list_element;

struct list_element {
    char *password;
    int count;
    list_element* next;
};

typedef struct list list;

struct list {
    list_element* first;
    list_element* last;
};

我有一个包含100个密码和数量的文件。 像这样：password1 123（下一行）password2 435（下一行）password3 133 ...必须在此程序末尾对密码进行排序（根据其数量）。 左右列表不需要任何额外的内存分配，因为我只需要使用下一个指针即可。 （这就是练习中的提示。）

给定的主要功能：

int main(int argc, char** args)
{
    if (argc != 2)
    {
        printf("Nutzung: %s <Dateiname>\n",args[0]);
        return 1;
    }
    list mylist;
    init_list(&mylist);
    read_data(args[1],&mylist);
    qsort_list(&mylist);
    printf("Sortierte Liste:\n");
    print_list(&mylist);
    free_list(&mylist);
    return 0;
}

我已经初始化了我的清单：

void init_list(list* mylist)
{
    mylist->first = NULL;
    mylist->last = NULL;
}

并在末尾插入一个新元素（passwort =文件中的密码，hauefigkeit =文件中的计数）：

void insert_list(list_element* le, list* mylist)
{
    if (mylist->first != NULL) {
        le->next = mylist->last;
        mylist->last = le;
        le->next= NULL;
    }
    else {
        mylist->last->next = le;
        mylist->last = le;
        mylist->last->next = NULL;
    }
}

从文件读取数据：

void read_data(char* filename, list* mylist)
{
    FILE *file_in = fopen(filename, "r"); 

    if (file_in == NULL) {
        perror("Could not open input file!");
        exit(1);
    }

    char buffer[999] = "0";

    char *passwort = (char*) calloc(1,sizeof(passwort));
    int haeufigkeit = 0;

    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file_in) != NULL) {
        sscanf(buffer, "%s %d", passwort, &haeufigkeit);

        list_element* le = (list_element*)calloc(1,sizeof(list_element));

        for(int i = 0; i <=100; i++) {
            le->password[i] = passwort[i];
        }
        le->count = haeufigkeit;
        le->next = NULL;

        insert_list(le, mylist);
    }
    fclose(file_in);
}

列表分区：

list_element* partition( list* input, list* left, list* right )
{
    list_element* pivot = NULL;
    if (input->first != NULL) {
        list_element* temp;
        pivot = input->first;
        input->first = input->first->next;
        pivot->next = NULL;
        left->first = NULL;
        right->first = NULL;

        while (input->first != NULL) {
            if((pivot->count)>(input->first->count)){
                temp=input->first->next;
                insert_list(input->first, left);
                input->first=temp;
            } 
            else {
                temp = input->first->next;
                insert_list(input->first, right);
                input->first = temp;
            }
        }
    }
    return pivot;
}

实际的快速排序：

void qsort_list(list* mylist)
{
    if(mylist->first == mylist->last){
    }

    else{
        list* left = calloc(1,sizeof(list));
        list* right= calloc(1,sizeof(list));
        list_element* pivot = partition(mylist, left, right);

        qsort_list(left);
        qsort_list(right);

        if(left->first == NULL){
            mylist->first = pivot;
        }
        else{
            mylist->first = left->first;
            left->last->next = pivot;
        }

        if(right->first == NULL){
            pivot->next = NULL;
            mylist->last = pivot;
        }
        else{
            pivot->next = right->first;
            mylist->last = right->last;
        }

        free(right);
        free(left);

    }
}

在最后的打印列表中：

void print_list(list* mylist)
{
    list_element *elem = mylist->first;
    while (elem != NULL) {
        printf("%s %d\n", elem->password, elem->count);
        elem = elem->next;
    }     
}

以及免费清单：

void free_list(list* mylist)
{
    list_element *current;
    list_element *second;
    current = mylist->first;
    while (current != NULL) {
        second = current->next;
        free(current);
        current = second;
    }
}

语法应该可以。 GCC（c99，Wall）编译没有任何问题。

但是存在分段错误。 我已经搜索了几个小时，不知道问题可能在哪里。 也许您可以帮助我解决这个问题。

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在前两个答案之后，没有任何分割错误。 但是read_data函数仍然有问题。 该程序无法正确读取密码。 也许我误解了您对阅读功能的回答。 这是当前功能：

void read_data(char* filename, list* mylist)
{
    FILE *file_in = fopen(filename, "r"); 

    if (file_in == NULL) { 
        perror("Could not open input file!");
        exit(1);
    }

    char buffer[999] = "0";

    int haeufigkeit = 0;

    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file_in) != NULL) {

        char passwort[100];

        sscanf(buffer, "%s %d", passwort, &haeufigkeit);

        list_element* le = (list_element*)    

    calloc(1,sizeof(list_element));


        le->password = passwort;
        le->count = haeufigkeit;
        le->next = NULL;

        insert_list(le, mylist);
    }
    fclose(file_in);
}

Answer 1

正如Leonardo Alves Machado指出的那样，当遇到C / C ++程序问题时，第一个反射就是使用gdb类的调试器运行它。 这是基础知识：

gcc -g main.c -o main
gdb main
(gdb) run

注意-g编译标志：这会将调试信息添加到可执行文件中。

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在read_data ，各行

for(int i = 0; i <=100; i++) {
    le->password[i] = passwort[i];
}

真的很烦我。 您为passwort分配了空间（您永远不会释放它），然后尝试将其复制到le->password ，这是一个简单的指针（没有分配空间）。 您实际需要的是使le->password 指向 passwort ，即

le->password = passwort;

在free_list ，在使用以下方法释放passwort空间之前，请不要忘记释放list_element空间：

while (current != NULL) {
    second = current->next;
    free(current->password);
    free(current);
    current = second;
}

Answer 2

程序遇到的第一个问题是read_data()没有为passwort分配足够的空间。 实际上，目前尚不清楚，为什么要动态地分配它，但是鉴于这样做， sizeof(passwort)是一个指向char的指针的大小（因为那是passwort的意思），可能是4或8个字节。 稍后，您似乎假定（尝试）将其内容复制到列表元素中时，分配的空间为100字节长。 为什么不简单地将其声明为100个字符的数组？

char passwort[100];

的确，如果您也以相同的方式声明list_element.passwort ，则循环中的密码复制代码将是正确的，尽管有点不习惯。

实际上，正如@Derlin所观察到的那样，该代码是有问题的。 然而，他提出的解决方案是不正确的。 只要在整个例程中只分配一次本地passwort ，就不能使列表元素指向本地passwort 。 然后，所有列表元素将具有相同的密码字符串，这不是您想要的。 如果你希望你的列表元素包含指向密码，因为他们现在这样做，那么你将要移动的声明和分配passwort 内循环，使您获得分配给每个列表元素单独的口令空间。 那么分配le->password = passwort建议是正确的。

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另一个早期的问题是您的insert_list()函数严重损坏。

首先考虑当您尝试将元素插入到由init_list()初始化的空列表中时发生的情况。 列表的next和last成员都将为null，因此insert_list()将尝试执行以下代码：

    mylist->last->next = le;
    mylist->last = le;
    mylist->last->next = NULL;

观察到mylist->last为null，因此第一行通过尝试取消引用null指针来调用未定义的行为。 分割错误是一个非常合理的观察结果。 您可以通过将其中的第一行更改为

    mylist->next = le;

现在考虑当您尝试插入非空列表时会发生什么。 在这种情况下，执行以下行：

    le->next = mylist->last;
    mylist->last = le;
    le->next= NULL;

由于您打算在末尾插入新元素（即附加它），因此将新元素的next指针设置为列表的最后一个元素很奇怪。 以后再用NULL覆盖该值是特别奇怪的。 您似乎将其向后：您希望将初始的last元素设置为指向新元素作为其下一个元素，而不是相反：

    mylist->last->next = le;

确实，这正是空列表情况下的错误代码，但是当列表为非空时这很好。

总体而言，您的函数还遭受奇怪的缺乏并行性和某些隐藏代码重复的困扰。 我可能会编写整体函数，像这样：

void append_to_list(list_element* le, list* mylist)
{
    le->next= NULL;
    if (mylist->first != NULL) {
        mylist->last->next = le;
        mylist->last = le;
    }
    else {
        mylist->first = le;
        mylist->last = le;
    }
}