链表添加函数中为什么要用指向链表指针的指针

最新推荐文章于 2025-10-30 19:31:01 发布

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#链表 #指针 #函数

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本文详细解析了C++中如何实现链表的尾部添加节点功能，对比了不同参数传递方式的效果，包括值传递、指针传递及引用传递的区别，并通过实验验证了各种方法的有效性。

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在看书的时候有个往链表里添加节点的函数，代码中考虑到可能给出的头指针为空，并做另外一些处理。具体代码如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode* next;
};

void AddToTail(ListNode** pHead, int value);

int main() {
	// TODO
}

void AddToTail(ListNode** pHead, int value) {
	ListNode* pNew = new ListNode();
	pNew->val = value;
	pNew->next = NULL;

	if (*pHead == NULL) {
		*pHead = pNew;
	}
	else {
		ListNode* p = *pHead;
		while (p->next != NULL) {
			p = p->next;
		}
		p->next = pNew;
	}
}

网上其他人的博客中对函数AddToTail的参数的描述跟书中如出一辙：第一个参数pHead是一个指向指针的指针，当向一个空链表插入一个节点时，新插入的节点是链表的头指针，此时会改动头指针，因此必须把pHead参数设置为指向指针的指针。

为什么呢？在以前学习C++的时候，我们只知道在参数中，以传值的形式作为参数的变量在函数体内被修改之后，出了函数体就会失效，准确的说这个变量没有被修改过，因此需要传入该变量的指针或者使用引用传参的方式。可是上述AddToTail中已经是一个指针了啊？于是我测试了一下，不使用指针的指针会怎样：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode* next;
};

void AddToTail(ListNode* pHead, int value);

int main() {
	// TODO
	ListNode* head = NULL;
	AddToTail(head, 10);
	if (head != NULL) {
		cout << head->val << endl;
	}
	else {
		cout << "head is NULL.." << endl;
	}
	
}

void AddToTail(ListNode* pHead, int value) {
	ListNode* pNew = new ListNode();
	pNew->val = value;
	pNew->next = NULL;

	if (pHead == NULL) {
		pHead = pNew;
	}
	else {
		ListNode* p = pHead;
		while (p->next != NULL) {
			p = p->next;
		}
		p->next = pNew;
	}
}

运行结果如下

作为指针pHead竟然真的没被修改过！

其实真的很好理解，既然你懂得函数中的值传参，假设int a，作为参数传入的时候没被修改，所以需要用指向a的指针，那么应该也可以理解，指针变量pHead作为参数传入的时候被修改无效，因此需要用指向pHead的指针，只不过pHead本身就是一个指针了，所以才存在有指针的指针看起来稍微复杂一点的说法。因为，指向a的指针作为参数传入进去时，如果你对它进行修改，其实也是无效的，但是修改指针指向的内容的修改是有效的，也即，（&a）对a取地址得到的指针传入进去之后，此时你修改这个指针也是没有什么实际作用的，原因我等下会说。但是，你修改指针指向的内容这就有效了，因此通常我们在函数体内是修改对指针取内容后的内存，即*(&a)。所以，你对指针pHead的修改时无效的，只有对指向pHead的指针指向的内容（很绕吧，其实就是pHead），这时候才是有效的，因此AddToTail的第一个参数必须用指针的指针。

现在来说说为什么对值传参在函数体内的修改无效。因为a传进去的时候会被复制了一份copy，此后的修改都是在临时变量copy上，出了函数体copy被销毁，a还是原来的a，根本就没被修改过，所以才会值传参对变量的修改无效。要使得对a的修改有效，一方面是传入a的地址，也就是对指向a的指针作为值传参（反正修改的不是a的指针，修改了也无所谓，反正只是修改a的指针的copy），此时a的指针的copy指向的内容也是a，因此对copy指向的内容修改会导致a的内容也被修改，check！另外一种方式就是引用传参，引用传参往往要比值传参高效，因为它是直接将a作为参数传入进去，而少了对a进行复制这部分的开销，既然传入进去的是a，那么对a的修改肯定也生效。

为了证明上述废话，我将代码2中的AddToTail函数的第一个参数也作为引用参数传入（指向指针的指针肯定正确啦，就不测试了），此时预测的结果是修改有效。代码如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode* next;
};

void AddToTail(ListNode* &pHead, int value);

int main() {
	// TODO
	ListNode* head = NULL;
	AddToTail(head, 10);
	if (head != NULL) {
		cout << head->val << endl;
	}
	else {
		cout << "head is NULL.." << endl;
	}
	
}

void AddToTail(ListNode* &pHead, int value) {
	ListNode* pNew = new ListNode();
	pNew->val = value;
	pNew->next = NULL;

	if (pHead == NULL) {
		pHead = pNew;
	}
	else {
		ListNode* p = pHead;
		while (p->next != NULL) {
			p = p->next;
		}
		p->next = pNew;
	}
}

只是简单的在代码2中的函数声明和定义中，第一个参数加入了"&"表示使用一个引用参数，结果如下图，check！