哨兵节点:哨兵节点(sentinel)是一个哑元节点(dummy node),可以简化边界条件。是一个附加的链表节点,该节点作为第一个节点,它的值域中并不存储任何东西,只是为了操作的方便而引入的。如果一个链表有哨兵节点的话,那么线性表的第一个元素应该是链表的第二个节点。
很多情况下,需要处理当前节点的前驱节点,如果是没有哨兵节点的链表,对第一个节点,即头节点,没有前驱节点。如果不作特殊处理,就可能出错;如果对它特别对待,就会增加代码复杂性,还会降低程序效率。而如果有哨兵节点的话, 线性表的每个位置的节点都有前驱节点,因此可以统一处理。
当链表为空时,没有哨兵节点的链表的头节点为NULL,处理起来也和其他情况不同。带哨兵节点的链表,当其为一个空链表时,仅含哨兵节点,哨兵节点的指针域为空,和其他情况的表尾是一样的。
定义链表的节点:
typedef struct _node{
int data;
struct _node *next;
}node, *pNode;
定义链表结构体的数据类型。
创建一个链表。
没有哨兵节点的情况:
pNode createList(void)
{
pNode temp;
pNode prev;
int input;
pNode head = NULL;
scanf("%d", &input);
while(input != -1){
temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
temp->data = input;
temp->next = NULL;
//需要考虑链表为空的情况
if(head == NULL){
head = temp;
prev = temp;
}else{
prev->next = temp; //链
prev = temp;
}
scanf("%d", &input);
}
return head;
}
有哨兵节点的情况:
pNode createListWithSentinel(void)
{
pNode temp;
pNode prev;
int input;
pNode head;
head = (pNode)malloc(sizeof(node));
head->next = NULL;
prev = head;
scanf("%d", &input);
while(input != -1){
temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
temp->data = input;
temp->next = NULL;
prev->next = temp; //链
prev = temp;
scanf("%d", &input);
}
return head;
}
没有哨兵节点时,添加一个节点要先判断是否是第一个节点,并单独保留第一个节点的指针,以便于返回整个链表的头指针。有哨兵节点时,链表头是固定的,不可能为空,后续的节点都是链接在前一个节点的,不需要单独判断是否为头节点。
遍历输出链表。
没有哨兵节点:
void printList(const pNode head)
{
pNode temp = head;
while(temp){
printf("%d, ", temp->data);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
有哨兵节点:
void printListWithSentinel(const pNode head)
{
pNode temp = head;
while(temp->next){
printf("%d, ", temp->next->data);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
差别不大。
在指定的位置前插入一个节点。第一个位置为0
没有哨兵节点:
pNode insertNodeN(pNode head, int pos, int value)
{
int count;
pNode temp;
pNode prev = head;
temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
temp->data = value;
if(head == NULL || pos == 0){
temp->next = head;
return temp;
}
for(count = 1; count < pos && prev->next != NULL; count++){
prev = prev->next;
}
temp->next = prev->next;
prev->next = temp; //链
return head;
}
有哨兵节点:
void insertNodeWithSentinelN(const pNode head, int pos, int value)
{
int count;
pNode temp;
pNode prev = head;
temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
temp->data = value;
for(count = 0; count < pos && prev->next != NULL; count++){
prev = prev->next;
}
temp->next = prev->next;
prev->next = temp; //链
}
有哨兵节点时,不需要判断链表为空和插入点在第一个位置节点的情况。
删除指定位置的节点。
没有哨兵节点:
pNode deleteNodeN(pNode head, int pos)
{
int count;
pNode temp;
pNode prev = head;
/*空表的情况*/
if(head == NULL){
return head;
}
/*删除第一个节点,即删除的是头节点的情况*/
if(pos == 0){
temp = head;
head = head->next;
free(temp);
return head;
}
for(count = 1; count < pos && prev->next != NULL; count++){
prev = prev->next;
}
temp = prev->next;
if(temp != NULL){
prev->next = temp->next; //还没有到表尾
}
free(temp);
return head;
}
有哨兵节点:
void deleteNodeWithSentinelN(const pNode head, int pos)
{
int count;
pNode temp;
pNode prev = head;
for(count = 0; count < pos && prev->next != NULL; count++){
prev = prev->next;
}
temp = prev->next;
if(temp != NULL){
prev->next = temp->next; //还没有到表尾
}
free(temp);
}
有哨兵节点时,不需要判断链表为空和删除第一个位置节点的情况。
总结:
带哨兵节点的链表,需要额外的一个节点,但插入和删除等操作不需要额外的判断;不带哨兵节点,在处理链表为空时,和其他情况不一样,需要单独判断一次。
带哨兵节点的链表,插入或删除时,不论操作的位置,表头都不变,不需要额外的判断;不带哨兵节点的链表,插入或删除操作发生在第一个节点时,表头指针都要变化,需要额外的处理。