C言語 連結リストセル型へのポインタの初期値がNULL？ランダム値？

Question

連結リストの操作について学んでいるので、構造体を以下のように定義しました。

// CELL 型の構造体の定義
typedef struct _cell {
  int data; // データ部
  struct _cell *next; // ポインタ部
} CELL;
CELL *head; // head:先頭セルへのポインタ

ここでheadにはNULLが入っているようなので先頭セルへデータdを挿入する以下の関数を作成しました。

void insert_cell_top(int d){
  CELL *new_cell;
  new_cell = (CELL *)malloc(sizeof(CELL)); // 新しいセルnew_cell の作成
  new_cell->data = d; // new_cell のデータ部= d
  if(head == NULL) { // 連結リストが空の時
    new_cell->next = NULL; // 末尾をNULLで定義
    head = new_cell; // new_cellを先頭セルへ
  }else{
    new_cell->next = head; // new_cell のポインタ部= head が指すセルのポインタ部
    head = new_cell; // new_cellを先頭セルへ
  }
}

連結リストの末尾のセルのポインタはNULLとすると都合がよいそうなのですが、新しいセルを作成したときそのセルのポインタ部にはランダム値が入っているようで、わざわざnew_cell->next = NULL;をする必要がありました。

headとセルの->nextは同じポインタなのに、どうしてheadの初期値はNULLで、セルの->nextはランダムになっているのでしょうか？教えていただきたいです。

質問を追加させてください。
グローバル変数は0で初期化されるのは分かりました。ただ、グローバルで定義したheadはNULLを指しているのですよね。それであればで先頭セルへの挿入は場合分けしなくてもnew_cell->next = headとすることで、new_cell->next = NULLにはなるのではないかと考えましたが、実際ダメみたいでした。場合分けして、わざわざnew_cell->next = NULL;とする必要がある理由説明していただきたいです。

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以下の先頭セルの挿入する関数を以下のようにしたとき、動かずに質問していたのですが、今はなぜか場合分けせずとも動くようになっていました。この関数以外の他の場所が間違えていて動いていなかったかもしれません。

void insert_cell_top(int d){
  CELL *new_cell;
  new_cell = (CELL *)malloc(sizeof(CELL)); // 新しいセルnew_cell の作成
  new_cell->data = d; // new_cell のデータ部= d
  new_cell->next = head; // new_cell のポインタ部= head が指すセルのポインタ部
  head = new_cell; // new_cellを先頭セルへ
}

解答してくれた方々、ありがとうございました。

Comments

[jimbe]

> 実際ダメみたいでした
どう修正してどうダメだったのでしょうか

Answer 1

C言語では、グローバル変数には０が入り、ローカル変数はデタラメの値が入ります。
また、mallocで確保された領域のナカミも初期化はされません（なにはいってても文句はいえない）

その変数、あるいはそのナカミはどうなってるのか、どこに属してるのかを考えましょう

Answer 2

外部の静的領域は０で初期化される、というのがCの仕様だからです。
同様に next がランダムなのは、malloc()で確保された領域は何が入ってるかは不定です。
つまり、そこは初期化されていないからです。これは malloc() の仕様です。

こういった、規約、仕様をちゃんと読みましょう。ちゃんと書いてある本やサイトを探しましょう。

とは言うものの、 calloc() と言うやつが有ったような気がします。
調べてみてください。

Comments

[maisumakun]

callocはメモリをゼロクリアするだけで、それが「ポインタとして」NULLであることは必ずしも保証されません。

整数の0をポインタの文脈で使えばヌルポインタとなりますが、それがメモリ上でも0である必要は、実はありません（もっとも、そんな処理系は稀だとは思いますが）。

[nob.]

maisumakunさんのご指摘通りです。
「整数の0をポインタの文脈で使えばヌルポインタ」ですが、外部変数やcalloc()での０クリアはポインタの文脈ではないのでNULLが設定されているとは言えないですね。
そこは、しっかり仕様を理解しとくべきところでした。

学校の課題なら、head も メンバnext も NULL で明示的に初期化するほうがいいでしょう。