使用一级指针操作链表时,需要区分头结点和其他节点。特别是在创建、注销、删除时特别考虑二者的不同。Linus本人非常不推荐这种写法,这里参考以下博客重新整理而成。
http://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/45276629
https://coolshell.cn/articles/8990.html
http://blog.csdn.net/u012234115/article/details/39717215
特此感谢。
一、一级指针操作链表的“低俗”
Linus举了一个指针的例子,解释了什么才是core low-level coding。
For example, I’ve seen too many people who delete a singly-linked list entry by keeping track of the “prev” entry, and then to delete the entry, doing something like。(例如,我见过很多人在删除一个单项链表的时候,维护了一个”prev”表项指针,然后删除当前表项,就像这样)
/* 如果待删除的节点是链表头 */
if (curr == head) {
head = head->next;
}
else {
prev->next = curr->next;
}
and whenever I see code like that, I just go “This person doesn’t understand pointers”. And it’s sadly quite common.(当我看到这样的代码时,我就会想“这个人不了解指针”。令人难过的是这太常见了。)
二、核心代码分析。
正如Linus所说,既然这种方法这么不好,那么我们就来看一下这种写法。(华为OJ上有一道题大部分答案也采用的这种写法)。
/* 删除第一个value=val的链表节点 */
void deleteNode(int val)
{
ListNode *curr = head;
ListNode *prev = NULL;
while (curr != NULL)
{
if (curr->value == val)
{
/* 如果待删除的节点是链表头 */
if (curr == head)
{
head = head->next;
}
else
{
prev->next = curr->next;
}
free(curr);
return;
}
//存储previous指针并遍历所有节点
prev = curr;
curr = curr->next;
}
}
如果我们需要写一个deleteNode的函数,也就是传入一个单向链表,删除一个特定的节点。
这段代码维护了两个节点指针prev和curr,标准的教科书写法——删除当前结点时,需要一个previous的指针,并且还要这里还需要做一个边界条件的判断——curr是否为链表头。于是,要删除一个节点(不是表头),只要将前一个节点的next指向当前节点的next指向的对象,即下一个节点(即:prev->next = curr->next),然后释放当前节点。
但在Linus看来,这是不懂指针的人的做法。
三、代码示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//s一般表示新生节点,p表示扫描指针
/* 结构体定义 */
struct ListNode
{
int value;
ListNode *next;
};
/* 链表头 */
ListNode* head = NULL;
/*尾插法插入值*/
void insertNode(int val)
{
if (head == NULL)
{
ListNode *s = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
s->value = val;
s->next = NULL;
head = s;
return;
}
else
{
//查找尾结点
ListNode *p = head;
while (p->next != NULL)
{
p = p->next;
}
ListNode *s = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
s->value = val;
s->next = NULL;
//插入新生节点
s->next = p->next;
p->next = s;
}
}
/* 删除第一个value=val的链表节点 */
void deleteNode(int val)
{
ListNode *curr = head;
ListNode *prev = NULL;
while (curr != NULL)
{
if (curr->value == val)
{
/* 如果待删除的节点是链表头 */
if (curr == head)
{
head = head->next;
}
else
{
prev->next = curr->next;
}
free(curr);
return;
}
//存储previous指针并遍历所有节点
prev = curr;
curr = curr->next;
}
}
/*根据头结点打印(不需要修改头结点地址,因此一级指针)*/
void printNode(ListNode *myhead)
{
if (myhead == NULL) return;
while (myhead)
{
printf("%d ", myhead->value);
myhead = myhead->next;
}
printf("--\n");
}
int main()
{
//插入
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
insertNode(i);
}
//打印
printNode(head);
//删除
deleteNode(2);
printNode(head);
deleteNode(1);
printNode(head);
deleteNode(0);
printNode(head);
return 0;
}
运行效果:
四、使用二级指针
在Linus看来,这是不懂指针的人的做法。那么,什么是core low-level coding呢?那就是有效地利用二级指针,将其作为管理和操作链表的首要选项。代码如下:
/* 删除value=val的链表节点 */
int delete_from_list(int val)
{
ListNode ** curr = &head; //正在遍历的节点的指针
ListNode * entry; //正在遍历的节点
while (*curr)
{
entry = *curr; //注2
if (entry->value == val)
{
/* 删除entry节点 */
*curr = entry->next; //注3
free(entry);
return 0;
}
/* 遍历所有节点的指针 */
curr = &(entry->next); //注1
}
return -1;
}
使用二级指针,我们可以把头结点和其他节点等效对待。
同上一段代码有何改进呢?我们看到:不需要prev指针了,也不需要再去判断是否为链表头了,但是,curr变成了一个指向指针的指针。这正是这段程序的精妙之处。(注意,我所highlight的那三行代码)
让我们来人肉跑一下这个代码,对于——
删除节点是表头的情况,输入参数中传入head的二级指针,在for循环里将其初始化curr,然后entry就是*head(*curr),我们马上删除它,那么第8行就等效于*head = (*head)->next,就是删除表头的实现。
删除节点不是表头的情况,对于上面的代码,我们可以看到——
1)注1:如果不删除当前结点 —— curr保存的是当前结点next指针的地址。
2)注2: entry 保存了 *curr —— 这意味着在下一次循环:entry就是prev->next指针所指向的内存。
3)注3:删除结点:*curr = entry->next; —— 于是:prev->next 指向了 entry -> next;