為何一個指標實作 add_entry() 會出事

(上) 前情提要

• 我發現我的程式會崩潰，甚至連第一個 entry 都加不進去，以下是我將 pointer to pointer 改寫為指標的程式片段 :

void add_entry(node_t *h, int new_value)
{
    /*create new_node*/
    //printf(Address of h = %p, &h)
    if(h == NULL) h = new_node;
    else {
        node_t *tmp = h;
        while (tmp) {
            tmp = tmp->next;
        }
        tmp = new_node;
    }
}
...

int main()
{
    node_t *head = NULL;
    add_entry(head, 7);
    //printf(address of head = %p, &head);
    add_entry(head, 13);
    ...
    
    return 0;
}

• 我故意將原本老師函式中的 head 改成 h，為了強調與主程式中的 head 是不同的變數。

(下) 釐清問題的本質！

1. 函式的傳值 (pass by value) 與傳址 (pass by reference)

• 一個變數其實有兩個屬性 : 值與位址，若透過傳值方式傳遞變數，則僅僅只會把變數的值複製一份到函式中給另一個變數，不論函式裡面做了甚麼事，都不會影響原本的變數，如下程式碼:

​​void add(int a)
​​{
​​    a++;
​​}
​​
​​int main()
​​{
​​    int a = 0;
​​    add(a);
​​    printf("%d\n", a); // still 0, right?
​​}

• 那想在函式裡面能夠改變原本的變數，則透過傳址的方式，函式會透過指標來接住原本變數的位址，如此一來這個指標所指的內容(也就是值)便是真真正正原本變數的值，而我就可以在函式裡透過取值運算(也就是 * 符號，和宣告變數的 * 功能不同！)來更改原變數的值 :

​​void add(int *a)
​​{
​​    (*a)++;
​​}
​​
​​int main()
​​{
​​    int a = 0;
​​    add(&a);
​​    printf("%d\n", a); // will be 1, yes!
​​}

2. 儘管函式裡面把 h 指向 new_node，但我的 head 仍然指向最一開始的 NULL

我一個重大的發現是我誤以為上面 add_entry 程式碼中第 5 行，我把h = new_node 之後就以為我的 head 會更新，但實際上並不會！
雖然我已經是傳指標給函式了，看似是傳位址過去了，怎麼還是沒有更新呢？因為我其實把一些簡單的概念搞混了

圖的上區塊是還沒 h = new_node，可以看到 head，h 其實是兩個不同的變數(可以觀察程式碼第 4 及第 20 行的註解拿掉後的輸出)，他們指向相同位址的確是用傳址的方式，也因此我確實可以更改所指的內容，但 h = new_node 不是改內容，是改 h 指的位址，改 h 指的位址，改 h 指的位址！！！不是改它們共同指到的位址的內容
因此這樣做根本就沒有修改到我的 head 對吧！（搭配圖便有更深理解），所以才衍伸到我必須把 h 丟出來給 head 才會對的結果，就只是先給 h 再給 head 而已罷了！

3. 為何需要 pointer to pointer

• 到這裡就可以解釋為甚麼需要用到 pointer to pointer，上面的問題是 head 與 h 所指內容不同步所導致。indirect 是一個指標但它的內容(值)還是一個指標(也就是 indirect 指向 head 這個指標)：指標 h 則是跟 head 指同樣位址而已。
• 也就是說我能夠用 indirect 追蹤 head 指到哪裡(對 indirect 取值便能得到 head 的位址，儘管 head 指向不同位址)