一、理解指針
看懂鏈表的結構並不是很難,但是一旦把它和指針混在一起,就很容易讓人摸不着頭腦。所以,要想寫對鏈表代碼,首先就要理解好指針。
有些語言有“指針”的概念,比如 C 語言;有些語言沒有指針,取而代之的是“引用”,比如 Java、Python。不管是“指針”還是“引用”,實際上,它們的意思都是一樣的,都是存儲所指對象的內存地址。
將某個變量賦值給指針,實際上就是將這個變量的地址賦值給指針,或者反過來說,指針中存儲了這個變量的內存地址,指向了這個變量,通過指針就能找到這個變量。
p->next=q。這行代碼是說,p 結點中的 next 指針存儲了 q 結點的內存地址。p->next=p->next->next。這行代碼表示,p 結點的 next 指針存儲了 p 結點的下下一個結點的內存地址。
C語言標准規定,對於一個符號的定義,編譯器總是從它的名字開始讀取,然后按照優先級順序依次解析。對,從名字開始,不是從開頭也不是從末尾,這是理解復雜指針的關鍵!
對於初學者,有幾種運算符的優先級非常容易混淆,它們的優先級從高到低依次是:
- 定義中被括號
( )
括起來的那部分。 - 后綴操作符:括號
( )
表示這是一個函數,方括號[ ]
表示這是一個數組。 - 前綴操作符:星號
*
表示“指向xxx的指針”。
在本章中我們最多只用到二級指針因此將對二級指針做下說明。比如int **p,是什么意思?
首先看 *p 。 “*”表示P是一個指針。但是是指向什么的指針呢?
在看前面的int* ,int是一個整型類型后面加一個“*”表示整型類型的指針。
*p就是指向整型類型指針的指針。p保存的是整型類型指針的地址。
二、警惕指針丟失和內存泄漏
不知道你有沒有這樣的感覺,寫鏈表代碼的時候,指針指來指去,一會兒就不知道指到哪里了。所以,我們在寫的時候,一定注意不要弄丟了指針。指針往往都是怎么弄丟的呢?我拿單鏈表的插入操作為例來給你分析一下。
指針往往都是怎么弄丟的呢?我拿單鏈表的插入操作為例來給你分析一下。
如圖所示,我們希望在結點 a 和相鄰的結點 b 之間插入結點 x,假設當前指針 p 指向結點 a。如果我們將代碼實現變成下面這個樣子,就會發生指針丟失和內存泄露。
1 p->next = x; // 將p的next指針指向x結點; 2 x->next = p->next; // 將x的結點的next指針指向b結點;
初學者經常會在這兒犯錯。p->next 指針在完成第一步操作之后,已經不再指向結點 b 了,而是指向結點 x。第 2 行代碼相當於將 x 賦值給 x->next,自己指向自己。因此,整個鏈表也就斷成了兩半,從結點 b 往后的所有結點都無法訪問到了。
對於有些語言來說,比如 C 語言,內存管理是由程序員負責的,如果沒有手動釋放結點對應的內存空間,就會產生內存泄露。所以,我們插入結點時,一定要注意操作的順序,要先將結點 x 的 next 指針指向結點 b,再把結點 a 的 next 指針指向結點 x,這樣才不會丟失指針,導致內存泄漏。所以,對於剛剛的插入代碼,我們只需要把第 1 行和第 2 行代碼的順序顛倒一下就可以了。同理,刪除鏈表結點時,也一定要記得手動釋放內存空間,否則,也會出現內存泄漏的問題。當然,對於像 Java 這種虛擬機自動管理內存的編程語言來說,就不需要考慮這么多了。
三、單鏈表反轉的C語言實現
使用p指向第一個結點,cur指向當前結點,每次把cur->next結點摘掉放在p節點前面。然后更新p結點指向頭結點。具體實現代碼如下所示
47 void revers_list(list1 **l) 48 { 49 if(!(*l)||!l) 50 { 51 exit(-1); 52 } 53 54 list1 *start=*l; 55 list1 *start_next=NULL; 56 57 while (start->next) 58 { 59 // 獲取當前節點的后繼節點 60 start_next = start->next; 61 // 將后繼節點摘鏈 72 62 start->next = start_next->next; 63 // 將后繼節點提到最前面 64 start_next->next = *l; 65 // 更新頭節點 66 *l = start_next; 67 } 68 }