Summary  
This chapter covers how to traverse a singly linked list by iterating from the head node with a while loop until reaching NULL, printing each node’s data field.

General domain of usage  
Data structure manipulation and inspection

ノードの作成と接続方法を学んだ後は、このリストが正しく動作するかどうかを確認する必要があります。

そのために、リスト全体を表示する簡単な関数を作成します。

この関数は、リストの先頭（最初）のノードが格納されているメモリアドレスへのポインタを受け取ります。
```
void printList(struct Node* head) {}
```
その後、一時的なノード current を作成し、リスト全体を走査します。current ノードの内容は、現在のリストノードの内容と同じになります。
```
struct Node* current = head;
```

リストを走査するために、必要な条件を持つ **while(){}** ループを使用します。つまり、next フィールドが **NULL** であるノードが見つかるまで繰り返します。

**temp**（一時的）ノードはバッファノードの役割を果たします。これは、現在のノードの内容を**一時的に保存**（および削除）するために必要です。**もし現在のノードをすぐに消去すると、次のノードとの接続が失われ、リストへのアクセスも失われます。**


注意

```
while (current != NULL) { }
printf("\n");
```
ループ内では、現在のノードの data フィールドの内容を表示し、next フィールドを変更して次のノードに進みます。

```
printf("%d ", current->data);
current = current->next;
```


次のフィールドがNULLと等しいノードが見つかった時点で、ループはノードの内容の表示を停止し、関数は終了する。

#define CATCH_CONFIG_MAIN
#include <catch2/catch.hpp>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};

struct Node* createNode(int value);
void addNewNode(struct Node** head, int value);
void printList(struct Node* head);
void freeList(struct Node* head);

// Helper: capture stdout
std::string capturePrintList(struct Node* head) {
    char buffer[1024] = {0};
    FILE* old_stdout = stdout;
    FILE* temp = fmemopen(buffer, sizeof(buffer), "w");
    stdout = temp;

    printList(head);

    fflush(temp);
    fclose(temp);
    stdout = old_stdout;

    return std::string(buffer);
}

// Helper: build list from array
struct Node* buildList(const int* values, int n) {
    struct Node* head = nullptr;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        addNewNode(&head, values[i]);
    }
    return head;
}

TEST_CASE("printList outputs correct elements") {
    int values[] = {1, 2, 3, 4};
    struct Node* head = buildList(values, 4);

    std::string output = capturePrintList(head);
    REQUIRE(output == R"(1 2 3 4 
)");

    freeList(head);
}

TEST_CASE("printList on empty list") {
    struct Node* head = nullptr;
    std::string output = capturePrintList(head);
    REQUIRE(output == R"(
)"); // пустая строка с переносом
}

TEST_CASE("freeList does not crash on multiple nodes") {
    int values[] = {10, 20, 30};
    struct Node* head = buildList(values, 3);

    // Просто вызываем freeList, проверяем, что не падает
    REQUIRE_NOTHROW(freeList(head));
}

TEST_CASE("freeList works on empty list") {
    struct Node* head = nullptr;
    REQUIRE_NOTHROW(freeList(head));
}

TEST_CASE("printList after adding nodes incrementally") {
    struct Node* head = nullptr;
    addNewNode(&head, 5);
    addNewNode(&head, 10);
    addNewNode(&head, 15);

    std::string output = capturePrintList(head);
    REQUIRE(output == R"(5 10 15 
)");

    freeList(head);
}

TEST_CASE("printList with negative and zero values") {
    int values[] = {0, -1, -20};
    struct Node* head = buildList(values, 3);

    std::string output = capturePrintList(head);
    REQUIRE(output == R"(0 -1 -20 
)");

    freeList(head);
}

TEST_CASE("printList with large number of nodes") {
    const int N = 100;
    int values[N];
    for (int i = 0; i < N; i++) values[i] = i;

    struct Node* head = buildList(values, N);

    std::string output = capturePrintList(head);

    std::string expected;
    for (int i = 0; i < N; i++) expected += std::to_string(i) + " ";
    expected += R"(
)";

    REQUIRE(output == expected);

    freeList(head);
}

test.cpp

C言語における構造体の基本的な定義から高度なメモリ概念まで、構造体の仕組みを確実に理解します。ポインタが構造化データとどのように相互作用するかを探求し、情報を効率的に整理する方法を発見し、連結リストなどの実際のデータ構造を実装することで自信を深めます。

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連結リストの走査と表示

解答