链表 - 头节点的意义

说明

• 初学数据结构时，对于在链表中额外定义一个空数据的头结点不理解，不明白其优劣，认为可有可无，有时为了节省内存空间而去掉该节点，但是定义头结点是有其意义和作用的。
• 头结点示意图：
  

缺点

• 多定义了一个结点，多占用了一个结点的内存。
• 改善方式：可以采用linux kernel中的list实现方式（结点中只包含结点指针不包含结点数据），减少头节点的内存占用。

优点

• 单链表或双链表删除或插入节点时，如果没有头结点，处理有两种情况：

1. 操作的对象不是第一个结点，只需要将前一个节点的next 指向后一个节点。
2. 操作的对象是第一个结点，相对于第一种情况，由于没有前节点，所以不能按照第一种情况的方式处理，需要更改链表的头指针指向下一个节点。

• 如果有头结点，只存在一种情况：不是第一个结点，因此按照上面第一种情况进行处理就好了，这样代码更通用，处理更简单高效。
• 以下是无头节点单链表删除节点的示例代码：

//单链表删除结点
void deleteNode(listNode *node){
    listNode *head, *prev, *current;
    
    if (!head){
        return;    
    }
    
    //无头结点则需要额外做如下处理
    if (head == node){
        head = head->next;
        return;
    }
    
    prev = head;
    current = header->next;
    while (current){
        if (current == node){
            prev->next = current->next;
            delete current;
        } else {
            prev = current;
            current = current->next;
        }
    }
}

• 以上代码看起来有头结点和没头结点的差别不大，但是实际更复杂情况下的处理会更复杂，会导致初学者理不清，加上头结点能减轻一些复杂情况下的复杂度。