Q:如何輕鬆寫出正確的連結串列程式碼？

總結起來，就是投入時間+技巧；

一、投入時間：

         只要願意投入時間，大多數人都是可以學會的，比如說,如果你真能花上一個週末或者一整天時間，就去寫連結串列反轉這一個程式碼，多謝幾遍，一直練到能毫不費力地寫出Bug free的程式碼。

二、技巧：

1、理解技巧或引用的含義

        連結串列的結構並不是很難，但是一旦它和指標混在一起，就容易讓人摸不著頭腦，所以要寫對連結串列程式碼，首先要理解好指標。

        有些語言有“指標”概念，比如C語言；有些語言沒有指標，取而代之的是“引用”，比如：Java，Python，實際上都是儲存所指物件的記憶體地址。

        指標的理解，可以總結為下面一句話：

        將某個變數賦值給指標，實際上就是將這個變數的地址賦值給指標，或者反過來，指標中儲存了這個變數的地址，指向了這個變數，通過指標就可一找到這個變數。舉個例子：

         在編寫連結串列程式碼的時候，我們經常會這樣寫程式碼：p->next=q;這行程式碼就是說，p結點中的next指標儲存了q結點的記憶體地址；

       複雜一點：p->next=p->next->next,這行程式碼就是說，p結點的next指標儲存了p結點的下下一個結點的記憶體地址。

    2、警惕指標丟失和記憶體洩漏

        以單鏈表的插入操作為例，來進行分析：

         在結點a和相鄰的結點b之間插入結點x,假設當前指標p指向結點a。如果我們將程式碼實現成下面這個樣子，就會發生指標丟失和記憶體洩漏。

 p->next指標在完成第一步操作之後，已經不再指向結點b了，而是指向結點x。第2行程式碼相當於將x賦值給x-next,自己指向自己。因此，整個連結串列也就斷成了兩半，從結點b往後的結點都無法訪問了。

         對於有些語言來說，比如C語言，記憶體管理是由程式設計師負責的，如果沒有手動釋放結點對應的記憶體空間，就會產生記憶體洩漏。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指標指向結點b，再把結點a的next指標指向結點x ，對於剛剛插入程式碼，我們只需要將第一行和第二行的程式碼順序顛倒以下就可以。

        同理，刪除連結串列結點時，也一定要記得釋放記憶體空間，否則，也會出現記憶體洩漏的問題。當然對於像JAVA，就不必考慮這麼多。

3、利用哨兵簡化實現難度

但我們要向一個空連結串列中插入第一個結點，需要進行下面的特殊處理，其中head表示連結串列的頭結點。所以，對於單鏈表的插入操作，第一個結點和其他結點的插入邏輯是不一樣的。

對於單鏈表結點刪除操作，如果要刪除結點p的後繼結點，只需一行程式碼就可以搞定。

但是，如果我們要刪除連結串列中的最後一個結點，前面的刪除程式碼就失效了。那麼跟刪除類似，我們也需要對於種情況特殊處理。程式碼如下：

我們可以看出，對於連結串列的插入和刪除操作，需要對插入的第一個結點和刪除最後一個結點的情況進行特殊處理。程式碼實現起來比較繁瑣，那麼如何讓解決呢？

那麼我們就需要引入“哨兵”，由上面可知，head=null表示連結串列中沒有結點，其中head表示頭指標結點，指向連結串列的第一個結點。

如果引入“哨兵”結點，在任何時候，不管連結串列是不是空，head一直會指向這個哨兵結點，我們也把這種帶有“哨兵”結點的連結串列叫做帶頭連結串列，相反，沒有“哨兵”結點的連結串列叫做不帶頭連結串列。

下圖是一個帶頭連結串列，你可以發現，“哨兵”結點是不儲存資料的，因為“哨兵”結點一直存在，所以插入第一個結點和插入其他結點，刪除最後一個結點和刪除其他結點，都可以統一為相同的程式碼實現邏輯了。

這種用“哨兵"簡化變成難度技巧，在很多程式碼實現中都有用到，比如：插入排序，歸併排序、動態規劃等等。舉個例子感受一下：

         程式碼一：

程式碼二：

 對於兩段程式碼，在字串很長的時候，程式碼二執行更快，因為兩段程式碼中執行次數最多的部分就是while迴圈那一部分。第二段程式碼中，我們通過一個“哨兵”a[n-1]=key,成功省掉了一個比較語句i<n,不要小看這一條語句，當累積執行幾萬次的時候，累積的時間就很明顯了。

4、重點留意邊界條件處理

 檢查連結串列程式碼是否正確的邊界條件

(1)、如果連結串列為空，程式碼是否能正常工作？

(2)、如果連結串列只包含一個結點時，程式碼是否能正常工作？

(3)、如果連結串列只包含兩個結點時，程式碼是否能正常工作？

(4)、程式碼邏輯在處理頭結點和尾結點的時候，能否正常工作？

當然，邊界條件不止我列舉的那些，針對不同的場景，可能還有特定的邊界條件，需要具體思考，不過套路一樣。

5、舉例畫圖，輔助思考

舉個例子：往單鏈表中插入一個數據，我們可以把各種情況都列舉出來，畫出插入前與插入後的變化（如下圖）

6、多寫多練，沒有捷徑

對於不熟練的操作程式碼，多寫幾遍，出了問題一點一點除錯，熟能生巧。

Ps:五種常見的連結串列操作

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