07 | 链表（下）：如何轻松写出正确的链表代码？

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本文介绍了链表编程的六个关键技巧，包括理解指针含义、避免指针丢失和内存泄漏、利用哨兵简化实现、处理边界条件、举例画图辅助思考以及多练习。特别强调了在插入和删除链表节点时要注意的细节，以及如何通过哨兵结点解决边界问题，以确保代码的正确性和效率。同时，提出了检查链表代码正确性的四个边界条件。

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一、编写链表代码技巧

1、技巧一：理解指针或引用的含义

1.1、指针概念

有指针概念的语言相当于没有指针概念的语言的引用，意思都是一样的，都是指存储所指对象的内存地址。

实际上，对于指针的理解，你只需要记住下面这句话就可以了：将某个变量赋值给指针，实际上就是将这个变量的地址赋值给指针，或者反过来说，指针中存储了这个变量的内存地址，指向了这个变量，通过指针就能找到这个变量。

1.2、编写链表代码的时候，常见的代码

1、p->next=q。这行代码是说，p 结点中的 next 指针存储了 q 结点的内存地址。
2、p->next=p->next->next。这行代码表示，p 结点的 next 指针存储了 p 结点的下下一个结点的内存地址。

2、技巧二：警惕指针丢失和内存泄漏（单链表为例）

在这里插入图片描述
在结点a和结点b之间，插入结点x。假设当前指针 p 指向结点 a。如果我们将代码实现变成下面这个样子，就会发生指针丢失和内存泄露。

p->next = x;  // 将p的next指针指向x结点；
x->next = p->next;  // 将x的结点的next指针指向b结点；

p->next 指针在完成第一步操作之后，已经不再指向结点 b 了，而是指向结点 x。第 2 行代码相当于将 x 赋值给 x->next，自己指向自己。因此，整个链表也就断成了两半，从结点 b 往后的所有结点都无法访问到了。

正确的是第一步和第二步互换一下。

对于有些语言来说，比如 C 语言，内存管理是由程序员负责的，如果没有手动释放结点对应的内存空间，就会产生内存泄露。
这里的手动释放结点对应的内存空间，具体是怎么释放的？

同理，删除链表结点时，也一定要记得手动释放内存空间，否则，也会出现内存泄漏的问题。当然，对于像 Java 这种虚拟机自动管理内存的编程语言来说，就不需要考虑这么多了。

3、技巧三：利用哨兵简化实现难度

3.1、总结：

哨兵模式主要是为了解决边界问题（边界判断）。文章中的代码例子中是将要查找的数据放在最后一位，将最后一位数据保存起来。比较完后，将最后一位复原。这样就减少了边界问题的判断。

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如果我们在结点 p 后面插入一个新的结点，只需要下面两行代码就可以搞定。

new_node->next = p->next;
p->next = new_node;

但是，当我们要向一个空链表中插入第一个结点，刚刚的逻辑就不能用了。我们需要进行下面这样的特殊处理，其中 head 表示链表的头结点。

if (head == null) {
  head = new_node;
}

单链表结点删除操作

p->next = p->next->next;

但是，如果我们要**删除链表中的最后一个结点，**前面的删除代码就不 work 了。跟插入类似，我们也需要对于这种情况特殊处理。写成代码是这样子的：

if (head->next == null) {
   head = null;
}

如果我们引入哨兵结点，在任何时候，不管链表是不是空，head 指针都会一直指向这个哨兵结点。我们也把这种有哨兵结点的链表叫带头链表。相反，没有哨兵结点的链表就叫作不带头链表。
哨兵结点是不存储数据的。因为哨兵结点一直存在，所以插入第一个结点和插入其他结点，删除最后一个结点和删除其他结点，都可以统一为相同的代码实现逻辑了。

在这里插入图片描述