链表,二级指针的第一个实际应用

目录

链表和顺序表

链表简单介绍

 头插,尾插

链表中二级指针


链表和顺序表

在数据结构,提到了数据有两种存储方法,就是顺序表和链表,顺序表就是数组,他有以下下特征,连续,可用下标寻找;而链表物理空间是不连续的,不可用下标寻找数据;

但是链表和顺序表都是线性表,逻辑上是连续的;

链表简单介绍

 链表中的数据是不连续存储的,以节点的方式存在,

现在我们要把这些数据连接起来,方式是让上一个节点存储下一个节点的地址。

每一个节点是一个结构体,分为数据域和指针域。顾名思义,数据域存储数据,指针域存储下一个节点地址;

 然后用一个结构体指针指向链表,即存储链表地址;且尾节点的指针域要置空;

接下来我们实现链表几个功能,创造一个简单的链表;

 头插,尾插

 先声明一个结构体类型,表示链表的节点

typedef int SLNDataType;

typedef struct singlelist
{
	SLNDataType data;
	struct singlelist* next;
}SLNode;

然后用malloc的方式在堆区中开辟链表内存;

SLNode* CreateNode(SLNDataType x) {//创造一个节点
	SLNode* newnode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	assert(newnode != NULL);
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;//尾节点自动置空
	return newnode;
}

在顺序表中,我们要实现尾插可以通过下标直接插入;但是链表没有下标,要想实现尾插必须找到尾节点;

SLNode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL) {
	tail = tail->next;
}
tail->next=CreateNode();

这里还有第二种写法:

SLNode* tail = *pphead;
while (tail!= NULL) {
	tail = tail->next;
}
tail=CreateNode();

 

 你们觉得哪种正确?

我们目的是改变节点指针域的内容,也就是改变结构体,tail是结构体指针,所以必须要解引用一次,这个能懂吧;

不懂的话我们先复习一下指针的本质用法:

指针存的是地址,对指针进行赋值只是改变了指针的指向,而进行解引用后用指针指向的变量的地址进行操作,直接用地址操作懂吧,就是这么强大;

所以我么交换两个int类型变量的值是

int temp=*p1;*p1=*p2;,而不是int *temp=p1;p1=p2;

所以第二种写法是错误的,只是把局部变量tail的指向改变了,并没有改变结构体;在出函数后会造成内存泄漏;

有人说既然这样那我解引用一次不就行了,像这样:

SLNode* tail = *pphead;
while (tail!= NULL) {
	tail = tail->next;
}
*tail=CreateNode();//这里换成了解引用

好的

程序直接报错,因为空指针不能解引用!!!

直接上代码

SLNode* CreateNode(SLNDataType x) {//创造一个节点
	SLNode* newnode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	assert(newnode != NULL);
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;//尾节点自动置空
	return newnode;
}

void SLNPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x) {//尾插
	SLNode* newnode = CreateNode(x);
	if (*pphead == NULL) {
		*pphead = newnode;
	}
	else {
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL) {
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

void SLNPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x) {//头插
	SLNode* newnode = CreateNode(x);
	assert(newnode != NULL);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

链表中二级指针

为什么说链表是第一次二级指针的实际应用呢?我们看看函数为什么用的是SLNode**phead而不是SLNode*phead?

我们先思考一下,如果链表为空,怎么尾插?直接tail=CreateNode()吗?显然不是,这样改变不了链表;那phead=CreateNode()呢?显然一样,不行;

我们要清楚一件事,函数形参是实参的一份拷贝,phead是plist的一份拷贝,plist是什么?结构体的地址,所以phead也是结构体地址。我们要做的是改变plist的值,应该用SLNode**来改变SLNode*,在调用尾插函数时也应该这样写:SLNPushBack(&plist,x);

使用二级指针,链表为空时使用plist地址,*pphead=CreateNode();tail=*pphead;

这就是链表二级指针的精髓

其他没什么好说的了,上代码

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<malloc.h>

typedef int SLNDataType;

typedef struct singlelist
{
	SLNDataType data;
	struct singlelist* next;
}SLNode;


SLNode* CreateNode(SLNDataType x);
//尾插
void SLNPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x);
//头插
void SLNPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x);
//尾删
void SLNPopBack(SLNode** pphead);
//头删
void SLNPopFront(SLNode** pphead);
//打印
void SLNPrint(SLNod

#include"LinList.h"



SLNode* CreateNode(SLNDataType x) {//创造一个节点
	SLNode* newnode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	assert(newnode != NULL);
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;//尾节点自动置空
	return newnode;
}

void SLNPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x) {
	SLNode* newnode = CreateNode(x);
	if (*pphead == NULL) {
		*pphead = newnode;
	}
	else {
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL) {
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}





void SLNPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x) {
	SLNode* newnode = CreateNode(x);
	assert(newnode != NULL);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

void SLNPopBack(SLNode** pphead) {
	SLNode* tail = *pphead,*prev=*pphead;//双指针写法
	while (tail ->next!= NULL) {
		prev = tail;
		tail = tail->next;
		
	}
	free(tail);
	prev->next = NULL;
}

void SLNPopFront(SLNode** pphead) {
	SLNode* phead = *pphead;
	*pphead = phead->next;
	free(phead);
	phead = NULL;
	
}

void SLNPrint(SLNode* pphead) {
	SLNode* current = pphead;
	while (current != NULL) {
		printf("%d ", current->data);
		current = current->next;
	}
}

#include"LinList.h"



void test() {
	SLNode* plist = NULL;
	SLNPushFront(&plist, 2);
	SLNPushFront(&plist, 1);
	SLNPushBack(&plist, 3);
	SLNPushBack(&plist, 4);
	SLNPopBack(&plist);
	SLNPopFront(&plist);
	SLNPrint(plist);
}


int main()
{
	test();
	return 0;
}

<think>嗯,用户想知道链表什么时候需要使用二级指针。这个问题看起来和C或C++中的指针操作有关。首先,我得回忆一下链表的基本结构,链表节点通常包含数据和指向下一个节点的指针。操作链表时,经常需要修改头指针,比如插入或删除节点的时候。 那什么时候会用到二级指针呢?二级指针是指向指针的指针,也就是说,如果我们要修改头指针本身,比如在链表头部插入节点,这时候如果头指针是一个普通指针,函数参数传递的是它的值,无法直接修改原指针的值。这时候就需要传递头指针的地址,也就是二级指针,这样才能在函数内部修改头指针指向的位置。 举个例子,比如在C语言中,如果有一个函数要添加节点到链表头部,如果头指针是Node* head,那么函数参数应该是Node** head_ref,这样在函数内部通过*head_ref来修改head的值。否则,如果只是传递Node* head,函数内部修改的只是副本,原来的head指针不会改变。 另外,删除链表节点的时候,如果删除的是头节点,同样需要修改头指针,这时候也需要二级指针。或者当链表为空时,添加第一个节点也需要改变头指针,这时候也需要通过二级指针来操作。 不过,有时候也可以用返回头指针的方式,比如函数返回新的头指针,然后让调用者自己更新。这时候可能不需要二级指针。所以二级指针主要是在需要直接修改头指针本身的时候使用,而不仅仅是修改链表的内容。 可能用户在学习链表操作时遇到了问题,比如函数内修改头指针无效,这时候需要理解指针传递的原理。需要确保他们明白为什么有时候必须用二级指针,而有时候不需要。可能用户对指针的概念还不够清晰,需要进一步解释指针和二级指针的区别,以及何时传递指针的地址。 总结一下,使用二级指针的情况包括:修改链表头指针的时候,如在头部插入或删除节点,初始化空链表时添加第一个节点,或者需要让函数永久改变头指针的指向的情况。这些都是需要直接修改原指针的值,而不是修改指针指向的内容。</think>在链表操作中,使用二级指针的核心场景是:**当需要直接修改链表头指针本身时**。以下是具体场景和原理的逐步分析: --- ### 一、为什么需要二级指针链表头指针 `head` 本身是一个指针变量,存储链表首节点的地址。若要通过函数修改 `head` 的值(例如插入/删除首节点),需传递 `head` 的地址,即: - **一级指针** `Node* head`:存储节点的地址 - **二级指针** `Node** head_ref`:存储 `head` 的地址 若直接传递一级指针,函数内修改的是其副本,原指针不变。 --- ### 二、必须用二级指针的典型场景 #### 1. 在链表头部插入节点 ```c void insert_at_head(Node** head_ref, int data) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); new_node->data = data; new_node->next = *head_ref; // 新节点指向原头节点 *head_ref = new_node; // 修改头指针指向新节点 } ``` 调用方式: ```c Node* head = NULL; insert_at_head(&head, 10); // 传递 head 的地址 ``` #### 2. 删除链表头节点 ```c void delete_head(Node** head_ref) { if (*head_ref == NULL) return; Node* temp = *head_ref; *head_ref = (*head_ref)->next; // 修改头指针指向下一个节点 free(temp); } ``` #### 3. 初始化空链表时添加第一个节点 若链表初始为空(`head = NULL`),通过函数添加第一个节点时,必须修改 `head` 的指向。 --- ### 三、不需要二级指针的场景 #### 当仅修改链表内容(不改变头指针本身时): ```c void append(Node* head, int data) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); new_node->data = data; new_node->next = NULL; // 遍历到链表末尾 Node* current = head; while (current->next != NULL) { current = current->next; } current->next = new_node; } ``` 此处仅修改链表尾部,无需改变 `head`,故直接传递一级指针即可。 --- ### 四、替代方案:返回新头指针 若不使用二级指针,可通过函数返回值更新头指针: ```c Node* insert_at_head(Node* head, int data) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); new_node->data = data; new_node->next = head; return new_node; // 返回新的头指针 } // 调用方式 head = insert_at_head(head, 10); ``` 此方法依赖调用者主动更新 `head`,但逻辑更直观。 --- ### 总结表格 | 场景 | 是否需要二级指针 | 原因 | |-----------------------|------------------|--------------------------| | 修改头指针(插入/删除) | 需要 | 需直接修改 `head` 的地址 | | 仅修改链表中间/尾部 | 不需要 | 不涉及 `head` 的修改 | | 通过返回值更新头指针 | 不需要 | 隐式更新 `head` | 理解二级指针的关键:**当函数需要永久改变头指针的指向时,必须传递头指针的地址(即二级指针)**。
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