单链表：带头结点和不带头结点总结

写在前面：

一直以来，带头结点和不带头节点的单链表的操作实现困扰着我。在没有理解和实现之前，光凭思考真的是很难理解清楚
1.两者之间代码的差异；
2.带不带头结点的区别；
3.带头结点之后，什么情况下形参必须传二级指针（或者一级指针的引用）；

所以，当我攻克掉这个难题之后,就准备一次性捋清楚这些点，一来以便自己回顾用；而来，也希望对陌生的有需要的你有相关的帮助。

OK，先简单摆出代码：

不带头结点的单链表操作：

//SList.h
#pragma oncetypedef int SLDataType ;typedef struct SListNode
{int data ;struct SListNode* next ;
}SListNode ;typedef struct SList
{struct SListNode* first ;
}SList ;//初始化&销毁
void SListInit(SList* list) ;//销毁
void SListDestroy(SList* list) ;//头插
void SListPushFront(SList* list, SLDataType data) ;//头删
void SListPopFront(SList* list) ;//打印
void SListPrint(SList* list) ;//尾插
void SListPushBack(SList* list, SLDataType data) ;//尾删
void SListPopBack(SList* list) ;//查找
SListNode* SListFind(SList* list, SLDataType data) ;//在pos位置的节点后插入元素
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLDataType data) ;//删除pos位置后的第一个节点
void SListEraseAfter(SListNode* pos) ;//删除遇到的指定的第一个节点
void SListRemove(SList* list, SLDataType data) ;
//**************************************************
//SList.c
#include "SList.h"
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>//初始化
void SListInit(SList* list)
{assert(list != NULL) ;list->first = NULL ;
}//销毁
void SListDestroy(SList* list)
{SListNode* next ;SListNode* cur ;for(cur=list->first; cur!=NULL; cur=next){next = cur->next ;free(cur) ;}list->first = NULL ;
}//头插
void SListPushFront(SList* list, SLDataType data)
{SListNode* node = (SListNode*) malloc (sizeof(SListNode)) ;assert(node) ;node->data = data ;node->next = list->first ;//更新头指针的指向；list->first = node ;
}//头删
void SListPopFront(SList* list)
{SListNode* old_first = list->first ;assert(list) ; //有无链表assert(list->first != NULL) ; //有链表，链表里是否有元素，//若链表为空，则删除失败list->first = list->first->next ;free(old_first) ;
}//打印
void SListPrint(SList* list)
{SListNode* cur ;assert(list) ;for(cur=list->first; cur!=NULL; cur=cur->next){printf("%d-->", cur->data) ;}printf("NULL\n") ;
}//尾插
void SListPushBack(SList* list, SLDataType data)
{SListNode* node = (SListNode*) malloc (sizeof(SListNode)) ;SListNode* lastone = list->first ;assert(list != NULL) ;for( ; lastone->next != NULL; lastone=lastone->next){}assert(node != NULL) ;node->data = data ;node->next = lastone ->next ;lastone->next = node ;
}//尾删
void SListPopBack(SList* list)
{SListNode* cur ;SListNode* m ;assert(list != NULL) ;assert(list->first != NULL) ;if(list->first->next  == NULL){//若链表为空，则尾删即为头删SListPopFront(list) ;return ;}for(cur=list->first; cur->next->next != NULL; cur=cur->next){}//找到倒数第二个节点m = cur->next ;cur->next = m->next ;free(m) ;
}//查找
SListNode* SListFind(SList* list, SLDataType data)
{SListNode* cur = list->first ;for( ; cur!=NULL; cur=cur->next){if(cur->data == data) {return cur ;}}return NULL ;
}//在pos位置的节点后插入元素
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLDataType data)
{SListNode* node = (SListNode*) malloc (sizeof(SListNode)) ;assert(node != NULL ) ;node->data = data ;node->next = pos->next ;pos->next = node ;
}//删除pos位置后的第一个节点
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{SListNode* node = pos->next->next ;free(pos->next) ;pos->next = node ;
}//删除遇到的指定的第一个节点
void SListRemove(SList* list, SLDataType data)
{SListNode* prev = NULL ;SListNode* cur = list->first ;while(cur != NULL && cur->data != data){prev = cur ;cur = cur->next ;}//要删除的节点不存在if(cur == NULL ){return ;}//要删除的节点若就是第一个节点if(prev == NULL){//即头删SListPopFront(list) ;return ;}prev->next = cur->next ;free(cur) ;
}

带头结点的单链表简单操作：

//带头结点的单链表的实现
#pragma once#include<assert.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef int DataType;typedef struct ListNode{DataType _data;struct ListNode* next;}Node,* PNode;PNode buy_new_node(int x)
{PNode _node = (PNode)malloc(sizeof(Node));_node->_data = x;_node->next = NULL;return _node;}//初始化
void init(PNode head)
{PNode node = buy_new_node(0);head->next = node;}
//头插
void push_front(PNode* head,DataType x)
{assert(*head != NULL);PNode _node = buy_new_node(x);_node->_data = x;_node->next = (*head)->next;(*head)->next = _node;}//头删
void pop_front(PNode* head)
{assert(*head != NULL);PNode tmp = (*head)->next;(*head)->next = (*head)->next->next;free(tmp);}//尾插
void push_back(PNode head,DataType x)
{assert(head != NULL);//r如果链表为空，那么就是进行头插if ((head->next) == NULL){push_front( &head, x);}//链表不为空PNode cur = NULL;for (cur = head->next; cur->next != NULL; cur = cur->next){}PNode _node = buy_new_node(x);_node->_data = x;_node->next = cur->next;cur->next = _node;}//尾删
void pop_back(PNode head)
{assert(head != NULL);//如果只有一个元素 ，那么进行头删if ((head->next->next) == NULL){pop_front(&head);}//否则PNode cur = NULL;for (cur = head->next; cur->next->next != NULL; cur = cur->next){}PNode tmp = cur->next;cur->next = tmp->next;free(tmp);}
//pos位置之后插入  更改头插和头删的代码//打印
void print(PNode head)
{assert(head != NULL);if (head->next == NULL)return;PNode cur = NULL;for (cur = head->next;cur->next!=NULL;cur=cur->next){printf("%d--> ", cur->_data);}printf("NULL");}

OK,先简单的展示出相关代码，暂时解决掉第一个问题。下来我们分析第二个问题：带不带头结点操作的区别又在哪里呢？

第一点：

不带头节点： p1->p2->p3 ->p1->p2->p3-> p1…
我们先创建头指针，初始化的时候只需要将头指针赋NULL就可以了；大家想想，如果在这种情况下，我们进行头删操作，最后一步必须得做的事就是： 更新头指针的指向。
或者换句话说，一旦对首元节点（头指针指向首元结点）进行操作，首尾工作必定得进行更新。

带头节点：head-> p1->p2->p3 ->p1->p2->p3-> p1…
与上边相反，每次进行涉及到首元结点的操作后，更新的过程就会很简单。我们不需要再去移动头指针，只需要固定的更新头结点中的指针域就可以了。

第二点：

再者，带头节点可以方便，快速的定位链表第1个节点。
比如循环链表的时候，删除p1 的时候:

head->next = p2;
p3->next = head->next;
free(p1);

思路很清晰，链表开始的第1个节点现在就是head->next 即 p2

否则没有头节点:

p3->next = p1->next;
free(p1);

会不会有一种链表第1个节点到底是哪个的感觉？

第三点：

不带头结点的单链表对于第一个节点的操作与其他节点不一样，需要特殊处理，这增加了程序的复杂性和出现bug的机会，因此，通常在单链表的开始结点之前附设一个头结点。

Ok，趁热打铁,最后我们分析带头结点后的传参二级指针（或一级指针的引用）问题。
这个问题一度困扰我很久，想明白之后其实也觉得没什么。
1.我们先分析什么时候需要形参是二级指针？
答：在对带头结点的单链表进行涉及到头指针的操作，例如头插，头删等操作时，形参必须是二级指针。

2.为什么？
大家还记得最初学习的时候，我们应该都写过一个交换两个数字的swap()函数吧。我们形参如果是 int a ,int b;实参传swap(a,b)，我们发现执行swap()之后，并没有达到交换的结果。原因就是在swap函数中形参是实参的一份临时拷贝，swap栈帧销毁之后，对应产生的临时变量也就销毁了。那么，我们是怎么解决的呢？

//我们形参这么去定义
swap(int *a,int* b);
...
...
//实参传的是两个数对应的地址
swap(&a,&b);

对。我们实参传递的是这两个int类型的地址。
我们想要修改int类型的变量，形参必须得传int类型的地址，形参用int ※接收；
那么同理，我们现在想要修改头结点中的指针域（指向首元结点），是node※类型。那么我们就理应传地址过去，形参对应的用 node※※接收。

node* head;
push_front(&head, 1);  //head取址，形参用二级指针接收

形参的类型是由传递的实参决定的。

到这里，三个问题都已经做出了相应的解答，希望可以对有需要的您有所帮助。也欢迎大家在评论区补充指正。