C++单链表的创建：头插法与尾插法

       链表是指用若干个结点连接在一起用于存储数据的数据结构，这些节结在物理内存上是离散的，但是在逻辑存储上是连续的。每个节结由两部分组成，如图1，第一部分用于存储数据，第二部分是一个指针，指针类型与结点类型相同，用于指向下一个结点。  

                                                                                    图1  结点示意图

     

       本文将对单链表的创建进行详述，单链表是指链表是单向的，每个结点只带有一个指针指向下一个结点，只能由上一个结点来寻找下一个结点，反之则不行。因此，单链表有所谓的头结点head与尾结点tail。以下是建立一个结点类的代码。

class Sint_Node
{
public:
	int info;
	Sint_Node *next;
	Sint_Node()//构造函数1，用此构造函数初始化创建的结点时，结点没有存储数据，并且指向的的下一个结点为空，可用于创建头结点
	{
		next = 0;
	}
	Sint_Node(int num, Sint_Node *ptr)//构造函数2，用此构造函数初始化创建的结点时，可以存入数据，并且连接想要指向的下一结点
	{
		info = num;
		next = ptr;
	}
};

       接下来是创建一个链表类的代码

class S_list
{
private:
	Sint_Node *head, *tail;
public:
	S_list() { head = tail = 0; }//链表初始化，空链表，头结点与尾结点的指针都为空
	~S_list();//析构函数
	int isEmpty()//判断链表是否为空，在插入和删除时，都需要判断链表是否为空
	{
		return head == 0;
	}
    void creat_head();//声明：创建头结点
	void addTohead(int);//声明：从头部插入
	void addTotail(int);//声明：从尾部插入
	void deleteFromhead();//声明：从头部删除
	void deleteFromtail();//声明：从尾部删除
	void output();//声明：输出链表
};

      在这几个函数声明中，有几个地方需要注意的：1.链表初始化时，注意是指向头结点和尾结点的指针为空，也就是头结点和尾结点根本就不存在，而不是头结点和尾结点是空；2.我们需要一个创建头结点的函数，因为刚才我们也说到了新链表创建时头结点和尾结点根本就不存在，那么在插入时会导致本来是插入问题却变成了创建问题，为了让第一个结点的插入和之后的结点插入问题一致，对于空链表，我们通常需要手动创建一个头结点

     接下来是每个成员函数的定义：

    首先是析构函数：

S_list::~S_list()
{
	for (Sint_Node *p; !isEmpty();)//依次删除头结点，直到为空
	{
		p = head->next;
		delete head;
		head = p;
    }

}

 然后是创建头结点：

void S_list::creat_head()//就是调用一下结点构造函数1
{

	head = new Sint_Node();
}

然后是从头插法：

void S_list::addTohead(int x)
{
	if (isEmpty())//如果链表为空，则创建头结点
		creat_head();
	else {}
	Sint_Node *new_head=new Sint_Node(); //要插入的结点
	new_head->info = x;
	new_head->next = head->next;//这行代码与下行代码是精髓
	head->next = new_head;

}

   注意最后两行代码，它实现的效果如图2所示：

                                                                          图2  头插入法效果示意图

   从头部插入时，由于每次都是直接从头结点的位置插入，所以复杂度为O(1)。

   最后是尾插法：

void S_list::addTotail(int y)
{
	if (isEmpty())
	{
		creat_head();

	}
	else {}
	Sint_Node *q;
    tail = new Sint_Node(y, 0);
	for (q = head; q->next != 0; q = q->next);//每次都要定位到需要插入的地方，也就是尾结点前一个结点
	   q->next = tail;
}

       尾插入时，如果链表为空，一样需要先创立一个头结点，然后将第一个需要插入的结点插入到头结点后面。由于每次都需要定位尾结点位置，因此，尾插入的算法复杂度为O(n)。

      总结：头插入法，插入数据顺序会颠倒，算法复杂度为O(1);尾插入法，数据插入顺序正常，算法复杂度为O(n)。