牵手的大象

在 Ziglings 的第 44 个练习（Quiz 5）中，我们迎来了一个有趣的数据结构挑战：循环链表。

题目引用了一首儿歌，描述大象们通过尾巴和鼻子连在一起。在编程中，这正是链表 (Linked List) 的形象比喻。

挑战：构建循环链表

我们需要：

创建三个 Elephant 结构体实例（A, B, C）。
使用指针将它们连接起来：A 的尾巴指向 B，B 指向 C，C 指回 A。
编写一个安全的遍历算法，确保不会陷入死循环。

解决方案

这是完整的实现代码：

const std = @import("std");

// 定义链表节点
const Elephant = struct {
    letter: u8,
    // 自引用指针：指向另一个 Elephant
    // 初始化为 undefined，因为在创建时我们还不知道下一个大象在哪里
    tail: *Elephant = undefined,
    visited: bool = false,
};

pub fn main() void {
    // 1. 实例化节点
    var elephantA = Elephant{ .letter = 'A' };
    var elephantB = Elephant{ .letter = 'B' }; // 补充 Elephant B
    var elephantC = Elephant{ .letter = 'C' };

    // 2. 建立链接 (A -> B -> C -> A)
    // 使用取地址符 & 获取指针
    elephantA.tail = &elephantB;
    elephantB.tail = &elephantC; // 链接 B 到 C
    elephantC.tail = &elephantA; // 闭环：C 回到 A

    visitElephants(&elephantA);

    std.debug.print("\n", .{});
}

// 遍历函数
fn visitElephants(first_elephant: *Elephant) void {
    var e = first_elephant;

    // 3. 使用 visited 标记防止死循环
    // 这里的 e 是指针，但 e.visited 自动解引用，这是 Zig 的语法糖
    while (!e.visited) {
        std.debug.print("Elephant {u}. ", .{e.letter});
        e.visited = true;
        // 移动到下一个节点
        e = e.tail;
    }
}

核心知识点回顾

1. 指针作为“链接”

这是所有动态数据结构（链表、树、图）的基石。通过在结构体中存储 *SelfType，我们可以在内存中建立非连续数据的逻辑连接。

2. 自动解引用 (Auto-dereference)

在 visitElephants 函数中，e 是一个指针。但是在访问属性时，我们直接使用了 e.visited 和 e.tail，而不是 C 语言风格的 e->tail 或 (*e).tail。Zig 编译器帮我们处理了指针解引用的繁琐工作，让代码看起来像是在操作普通对象。

3. 算法逻辑

对于循环结构，必须有状态记录（State）来避免无限循环。这里我们简单地修改了结构体内部的 visited 字段。在更复杂的场景（或不可变数据）中，我们可能需要外部的哈希表来记录已访问的节点地址。

后续预告：我们已经彻底搞定了基础的指针和结构体。接下来，我们将进入 Zig 最具特色的功能之一——Optional 类型（?）。它是如何彻底解决空指针异常（Null Pointer Exception）的？下一篇见分晓。

Ziglings 笔记 44: 阶段性测验 5 - 大象与其尾巴