C++ での意味不明なコンパイルエラー

Question

前提・実現したいこと

C++初心者です双方向連続リストのクラスを作っていたらエラーに出くわしました。助けてください。????????

発生している問題・エラーメッセージ

Visual Studio Codeでデバッグをしたところ、以下のようにコンパイルエラーが出たというメッセージは出てきましたがエラーは何も表示されませんでした。


次に、コマンドプロンプトでg++を使ってコンパイルをしたところ、以下のようなエラーメッセージが出てきました。

C:\XXX\XXX\AppData\Local\Temp\ccTqXjt6.o:linkedList.cpp:(.rdata$.refptr._ZN10linkedList3nilE[.refptr._ZN10linkedList3nilE]+0x0): undefined reference to `linkedList::nil'
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status

該当のソースコード

class linkedList{

public:
    struct n{
        int key;
        struct n *previous , *next;
    }typedef node;

    static node *nil;

    linkedList(){
        nil = (node *)malloc(sizeof(node));
        nil->next = nil->previous = nil;
    }

    int getKey(int i){
        node *current = nil->previous;
        int index = 0;
        while(true){
            if(index == i) return current->key;
            ++index;
            current = current->next;
        }
        return 0;
    }

    void setKey(int i){

    }

    void addFirst(int key){
        node *x = (node *)malloc(sizeof(node));
        x->key = key;
        x->next = nil->next;
        nil->next->previous = x;
        nil->next = x;
        x->previous = nil;
    }


    private:
};

int main(){
    linkedList *list = (linkedList *)malloc(sizeof(linkedList));
    std::cout << "hi_1" << std::endl;
    list->addFirst(0);
    list->addFirst(1);
    list->addFirst(2);
    std::cout << list->getKey(0) << std::endl;
    std::cout << list->getKey(1) << std::endl;
    std::cout << list->getKey(2) << std::endl;
}   

理想の実行結果

hi_1
0
1
2

###追記
もともとのコードの class linkedList { 略 }; の後に一行
linkedList::node *linkedList::nil; と付け加えたら以前のようなリンクエラーはなくなり、コンパイルエラーもなくなりましたが例外が発生しました。どうすれば直せるのかさっぱりわからないので教えてください

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

「undefined reference to `linkedList::nil'」がエラーメッセージで、
linkedList::nilが宣言しかなくて定義がないので、リンカーエラーになってますね。

class linkedList { 略 } ; の、外側に（ふつうは.cpp側に）、node *linkedList::nil;とか定義を書く必要があるでしょう。
VisualC++ではないとはおもいますけどね。

Comments

[extremeNoob]

回答ありがとうございます。例外が発生したので追記しました。

Answer 2

linkedList *list = (linkedList *)malloc(sizeof(linkedList));

この記述で list が linkedList型のオブジェクトを指す状態にしたつもりなのでしょうが，
これではオブジェクトは構築されていません．
mallocは単に sizeof(linkedList) [byte]分のメモリを用意するだけです．
そこにまともに構築されたオブジェクトはありません．

linkedListのコンストラクタがnilに行っている処理自体のデンジャラス感はとりあえず置いておくとしても，
linkedList型のオブジェクトが生成されていないのですから，このコンストラクタが走ることもなく，よって，nilの値は不定です．

オブジェクトをきちんと 構築/解体 するためには，
mallocとfreeではなくて，newとdeleteを用いるべきでしょう．

Comments

[fana]

（main()内のlistをわざわざnewで作る必要自体もなさそうに見えるが，それはそれとして．）

[extremeNoob]

解決しました。ありがとうございました。すべてのところでmallocの代わりにnewを使ったら直りました。

[extremeNoob]

fanaさんもベストアンサーにしたかったのですが、初めに回答してくださった方にしました。ありがとうございました。