C++链表追加方法

Question

我正在用 C++ 编写一个链表模板类，作为我自己的练习，以帮助我重新开始 C++ 编程。我有以下类定义：

template <typename T>
class List
{
public:
    List();
    ~List();

    void append(T data);
    void display();
    int  count();

private:
    struct Node
    {
        T data;
        Node *next;
    } *head;
};

我有两个版本的 append 方法——一个有效，一个无效。我无法弄清楚在执行的操作方面有什么区别，以及为什么第二个不起作用。这是一个有效的方法：

template <typename T>
void List<T>::append(T data)
{
    if (head == NULL)
    {
        head = new Node;
        head->data = data;
        head->next = NULL;
    }
    else
    {
        Node *p = head, *q;
        while (p != NULL)
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }

        p = new Node;
        p->data = data;
        p->next = NULL;
        q->next = p;
    }
}

这是一个似乎并没有真正将任何元素添加到列表中的元素：

template <typename T>
void List<T>::append(T data)
{
    Node *p = head, *q = head;

    while (p != NULL)
    {
        q = p;
        p = p->next;
    }

    p = new Node;
    p->data = data;
    p->next = NULL;
    if (q != NULL)
    {
        q->next = p;
    }
}

关于为什么第二个版本不添加任何元素的任何想法？我一直在尝试使用类型 T 作为 int。

附：这两个版本在编译期间和运行时都没有给出任何错误或警告。

Answer 1

第二种方法只处理列表非空的情况。

当列表为空时，永远不会到达q->next = p; 行，因此在p 超出范围后，新元素会被泄露，并且不存在指向它的指针。

如果您想消除空列表的特殊情况，您想要的是Node **，如下所示：

template <typename T>
void List<T>::append(T data)
{
    Node** q = &head; /* head acts as the first Node::next link */

    /* invariant: q points to some Node::next field (or head, which acts like one) */
    while (*q)
        q = &(*q)->next;

    /* invariant: q points to the Node::next field at the end of the chain, which is currently NULL */
    *q = new Node { data, nullptr };
}

Answer 2

在第一个版本中您更改了 head，在第二个版本中 - 您没有。

更简单的是：

template <typename T>
void List<T>::append(T data)
{
    p = new Node;
    p->data = data;
    p->next = head;
    head = p;
}

这也更合乎逻辑，因为将项目输入到链表中不应该像它为您那样花费 O(n)...

如果您绝对必须添加到末尾，请执行以下操作：

template <typename T>
void List<T>::append(T data)
{
    p = new Node;
    p->data = data;
    p->next = NULL;
    if (tail)
        tail->next = p;
    else // first time
        tail = head = p;
}