【数据结构】：单链表之头插法和尾插法（动图+图解）

链表的定义

typedef int ElemType;
typedef struct LNode{
   ElemType data;           //数据域
   struct LNode *next;      //指针域
}LNode,*LinkList;

一、头插法

1. 什么是头插法?
   在插入时，新的结点插入到当前链表的表头。

2. 怎么实现头插法?

   💤思考一：头插法的核心是什么?

   以有头结点为例：
   只需要将新的节点插在头结点和首元结点之间。所以核心代码为:

   s->next=L->next;		①
   L->next=s;				②
   

   ---

   注意：①②能否交换顺序?
   假设可以，那么代码为：② L->next=s; ① s->next=L->next;
   先②后①图：
   
   千万不能交换呦

   ?? 重点一：以带头结点方式实现头插法

   1. 动图：
      
   2. 图解
      
   3. 代码

      LinkList HeadInster(LinkList &L,int n){
      	LNode *s;
      	int x=1;
      	L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));     	//创建头结点
         	L->next=NULL;                               //初始为空链表
         	while(x!=n){
        		s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));   	//创建新结点
        		s->data=x;
       		s->next=L->next;						//核心代码
      		L->next=s;								//核心代码
      		x++;
       	}
       	return L;
      }
      

   ?? 重点二：以不带头结点方式实现头插法

   1. 动图解析
      
   2. 图解
      
   3. 代码

      LinkList Headinster(LinkList &L,int n){
          LNode *s;
          int x=1;
      	L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
          L->data=x++;
          L->next=NULL;
          while(x!=n){
              s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
              s->data=x;
              s->next=L;
              L=s;
              x++;
          }
          return L;
      }
      

二、尾插法

1. 什么是尾插法?
   在插入时，新的结点插入到当前链表的表尾，为此必须增加一个尾指针r，使其始终指向当前链表的尾结点。

2. 怎么实现头插法?

   💤思考二：尾插法的核心是什么?

   以有头结点为例：
   
   由图可知，

   r->next=s;			//①r的指针域指向S（让新结点插入到链表）
   r=s;				//②r指针指向s（保持r指针一直在链表尾端，方便插入新的结点）
   

   ---

   那上面两句可以交换吗?我们来试一试
   
   还是不能交换呦

   ?? 重点三：以带头结点方式实现尾插法

   1. 动图解析
      
   2. 图解
      
   3. 代码

      LinkList TailInster(LinkList &L,int n){
      	int x=1;
      	L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
      	LNode *s,*r=L;
      	while(x!=n){
         		s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
         		s->data=x;
        	 	r->next=s;
         		r=s;
         		x++;
      	}
      	r->next=NULL;
      	return L;
      }
      

   ?? 重点四：以不带头结点方式实现尾插法

   1. 动图解析
      （略，参考上）
   2. 图解
      
   3. 代码

      LinkList Tailinster(LinkList &L,int n){
      	int x=1;
      	L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
      	L->data=x++;
      	LNode *s,*r=L;
      	while(x!=n){
          	s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
          	s->data=x;
          	r->next=s;
          	r=s;
          	x++;
      	}
      	r->next=NULL;
      	return L;
      }
      

三、完整代码

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

typedef int ElemType;
typedef struct LNode{
   ElemType data;           //数据域
   struct LNode *next;      //指针域
}LNode,*LinkList;

/*
 * 头插法 有头结点
 */
LinkList HeadInster(LinkList &L,int n){
    LNode *s;
    int x=1;
    L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));     //创建头结点
    L->next=NULL;                                //初始为空链表
    while(x!=n){
        s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));   //创建新结点
        s->data=x;
        s->next=L->next;
        L->next=s;
        x++;
    }
    return L;
}

/*
 * 头插法 无头结点
 */
LinkList Headinster(LinkList &L,int n){
    LNode *s;
    int x=1;
    L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    L->data=x++;
    L->next=NULL;
    while(x!=n){
        s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
        s->data=x;
        s->next=L;
        L=s;
        x++;
    }
    return L;
}

/*
 * 尾插法、有结点
 */
LinkList TailInster(LinkList &L,int n){
    int x=1;
    L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    LNode *s,*r=L;
    while(x!=n){
        s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
        s->data=x;
        r->next=s;
        r=s;
        x++;
    }
    r->next=NULL;
    return L;
}
/*
 * 尾插法、无结点
 */
LinkList Tailinster(LinkList &L,int n){
    int x=1;
    L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    L->data=x++;
    LNode *s,*r=L;
    while(x!=n){
        s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
        s->data=x;
        r->next=s;
        r=s;
        x++;
    }
    r->next=NULL;
    return L;
}


/*
 * 便利链表、头结点
 */
void PrintList(LinkList L){
    LNode *s;
    s=L->next;
    while (s!=NULL) {
        printf("%d\t",s->data);
        s=s->next;
    }
}

/*
 * 便利链表
 */
void Print(LinkList L){
    LNode *s;
    s=L;
    while (s!=NULL) {
        printf("%d\t",s->data);
        s=s->next;
    }
}

int main(){
    LinkList L,S,P,Q;
    printf("有头结点的头插法：");
    HeadInster(L,10);
    PrintList(L);

    printf("\n无头结点的头插法：");
    Headinster(P,10);
    Print(P);
    
    printf("\n有头结点的尾插法：");
    Tailinster(S,10);
    Print(S);

    printf("\n无头结点的尾插法：");
    Tailinster(Q,10);
    Print(Q);

}

四、运行结果图