彻底理解链表中为何使用二级指针或者一级指针的引用
Posted 杜东洲
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了彻底理解链表中为何使用二级指针或者一级指针的引用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
http://blog.csdn.net/u012434102/article/details/44886339
struct _node
{
void*data;
struct_node *prior;
struct_node *next;
}
typedef_node Node; //给这个_node结构体定义一个别名,任何使用_node的地方都可以用Node来替换
typedef_node* PNode; //给这个指向_node结构体的指针类型_node*定义一个别名,任何使用_node*的地方都可以用PNode来替换
typedefstruct_node
{
void*data;
struct_node *prior;
struct_node *next;
} Node,*PNode;
PNode中P其实就是pointer的意思，以后你可以直接这么使用他：
PNode a;
相当于
Node *a;
又相当于：
struct_node *a;
在用c/c++写数据结构程序时，链表和二叉树中经常需要用到二级指针或者一级指针的引用，那么什么时候用什么时候不用呢？
先看一个简单的c++链表操作程序：
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */
typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
Status visit(ElemType c)
{
printf("%d ",c);
return OK;
}
typedef struct Node
{
ElemType data;
struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */
//初始化表头，用一级指针（此方式无效）
Status InitList1(LinkList L) //等价于Node *L
{
L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
if(!L) /* 存储分配失败 */
return ERROR;
L->next=NULL; /* 指针域为空 */
return OK;
}
//初始化表头，用二级指针
Status InitList2(LinkList *L) //等价于Node **L
{
*L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
if(!(*L)) /* 存储分配失败 */
return ERROR;
(*L)->next=NULL; /* 指针域为空 */
return OK;
}
//初始化表头，用一级指针引用
Status InitList3(LinkList &L) //等价于Node *&L
{
L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
if(!L) /* 存储分配失败 */
return ERROR;
L->next=NULL; /* 指针域为空 */
return OK;
}
//清空链表，使用二级指针
Status ClearList1(LinkList *L)
{
LinkList p,q;
p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
(*L)->next=NULL; /* 头结点指针域为空 */
return OK;
}
//清空链表，使用一级指针
Status ClearList2(LinkList L)
{
LinkList p,q;
p=L->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
L->next=NULL; /* 头结点指针域为空 */
return OK;
}
//销毁链表，使用一级指针(此方式无效)
Status DestroyList1(LinkList L)
{
LinkList p,q;
p=L->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
free(L);
L=NULL;
return OK;
}
//销毁链表，使用二级指针
Status DestroyList2(LinkList *L)
{
LinkList p,q;
p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
free(*L);
*L=NULL;
return OK;
}
//销毁链表，使用一级指针引用
Status DestroyList3(LinkList &L)
{
LinkList p,q;
p=L->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
free(L);
L=NULL;
return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值 */
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p; /* 声明一结点p */
p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */
j = 1; /* j为计数器 */
while (p && j<i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时，循环继续 */
{
p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */
++j;
}
if ( !p || j>i )
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
*e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */
return OK;
}
//在中间插入元素，用二级指针
Status ListInsert1(LinkList *L,int i,ElemType e)
{
int j;
LinkList p,s;
p = *L;
j = 1;
while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */
s->data = e;
s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */
p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */
return OK;
}
//在中间插入元素，用一级指针
Status ListInsert2(LinkList L,int i,ElemType e)
{
int j;
LinkList p,s;
p = L;
j = 1;
while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */
s->data = e;
s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */
p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */
return OK;
}
//删除一个元素，用二级指针
Status ListDelete1(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p,q;
p = *L;
j = 1;
while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!(p->next) || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
q = p->next;
p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */
*e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */
free(q); /* 让系统回收此结点，释放内存 */
return OK;
}
//删除一个元素，用一级指针
Status ListDelete2(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p,q;
p = L;
j = 1;
while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!(p->next) || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
q = p->next;
p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */
*e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */
free(q); /* 让系统回收此结点，释放内存 */
return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在 */
/* 操作结果：依次对L的每个数据元素输出 */
Status ListTraverse(LinkList L)
{
LinkList p=L->next;
while(p)
{
visit(p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
int main()
{
LinkList L;
ElemType e;
Status i;
int j,k;
//InitList1(L); //一级指针方式创建表头，失败
//InitList2(&L); //二级指针方式创建表头，成功
InitList3(L); //一级指针引用方式创建表头，成功
for(j=1;j<=7;j++)
ListInsert2(L,1,j);
printf("一级指针方式在L的表头依次插入1～7后：");
ListTraverse(L);
ListInsert1(&L,3,12);
printf("二级指针方式在L的中间插入12后：");
ListTraverse(L);
ListInsert2(L,5,27);
printf("一级指针在L的中间插入27后：");
ListTraverse(L);
GetElem(L,5,&e);
printf("第5个元素的值为：%d\n",e);
ListDelete1(&L,5,&e); /* 删除第5个数据 */
printf("二级指针方式删除第%d个的元素值为：%d\n",5,e);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
ListDelete2(L,3,&e); /* 删除第3个数据 */
printf("一级指针方式删除第%d个的元素值为：%d\n",3,e);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
printf("二级指针方式清空链表\n");
ClearList1(&L);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
for(j=1;j<=7;j++)
ListInsert2(L,j,j);
printf("在L的表尾依次插入1～7后：");
ListTraverse(L);
printf("一级指针方式清空链表\n");
ClearList2(L);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
printf("销毁链表\n");
//DestroyList1(L); //一级指针方式销毁链表，失败,且出现满屏乱码
//DestroyList2(&L); //二级指针方式销毁链表，成功
DestroyList3(L); //一级指针引用方式销毁链表，成功
return 0;
}
结果:
得出结论：
1，初始化链表头部指针需要用二级指针或者一级指针的引用。
2，销毁链表需要用到二级指针或者一级指针的引用。
3，插入、删除、遍历、清空结点用一级指针即可。
分析：
1，只要是修改头指针则必须传递头指针的地址，否则传递头指针值即可（即头指针本身）。这与普通变量类似，当需要修改普通变量的值，需传递其地址，否则传递普通变量的值即可（即这个变量的拷贝）。使用二级指针，很方便就修改了传入的结点一级指针的值。 如果用一级指针，则只能通过指针修改指针所指内容，却无法修改指针的值，也就是指针所指的内存块。所以创建链表和销毁链表需要二级指针或者一级指针引用。
2，不需要修改头指针的地方用一级指针就可以了，比如插入，删除，遍历，清空结点。假如头指针是L，则对L->next 及之后的结点指针只需要传递一级指针。
3，比如一个结点p，在函数里要修改p的指向就要用二级指针，如果只是修改p的next指向则用一级指针就可以了
函数中传递指针，在函数中改变指针的值，就是在改变实参中的数据信息。但是这里改变指针的值实际是指改变指针指向地址的值，因为传递指针就是把指针指向变量的地址传递过来，而不是像值传递一样只是传进来一个实参副本。所以当我们改变指针的值时，实参也改变了。
仔细看函数InitList2(LinkList *L) 可以发现，在该函数中改变了指针的指向，也就是改变了指针自身的值。对比一下按值传递，这里的"值"是一个指针，所以我们要想指针本身的改变可以反映到实参指针上，必须使用二级指针。
下面通过看一个例子来理解：
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
void fun1(char* str)
{
str = new char[5];
strcpy (str, "test string");
}
void fun2(char** str)
{
*str = new char[5];
strcpy (*str, "test string");
}
int main()
{
char* s = NULL;
cout << "call function fun1" << endl;
fun1 (s);
if (!s)
cout << "s is null!" << endl;
else
cout << s << endl;
cout << "call function fun2" << endl;
fun2 (&s);
if (!s)
cout << "s is null!" << endl;
else
cout << s << endl;
return 0;
}
结果：
分析：
在fun1中，当调用str = new char[5]时，str和s已经没什么关系了，相当于在fun1中复制了一个指针，这个指针指向的空间存储了字符串“test string”，但s仍指针NULL。当调用fun2时，因为是二级指针，s指向str，这里*str = new char[5]，*str就是s，所以给*str分配空间就是给s分配空间。这样解释应该就很清楚了。
画图为例：
fun1执行时
fun2执行时
如图所示，在fun1种str是s的拷贝，给str分配空间跟s没有关系，在fun2种str是二级指针，指向s，能够通过控制*str从而给s分配空间。
后记
用框图表示链表中二级指针或者一级指针的使用更加直白了。
1，二级指针创建头指针。
a.只有头指针，没有头结点
b，有头指针，也有头节点
c，而如果不用二级指针，直接传一个一级指针，相当于生成L的拷贝M，但是对M分配空间与L无关了。
2，二级指针销毁头指针
无论有没有头节点都要用二级指针或者一级指针的引用传参来销毁。
3，二级指针与一级指针方式插入结点
传二级指针就是在从链表头指针开始对链表操作，传一级指针只不过是对头结点L生成了一个拷贝M，M的next指向的仍然是L的next，因此，后面的操作仍然是在原链表上操作。
4，二级指针与一级指针方式删除结点
删除的原理与插入一样。
注意：
在没有传入头结点的情况下必须使用二级指针，使用一级指针无效。
例如：
void insert(Node *p)
{
//do something to change the structure
}
void fun(Node *T)
{
Node *p;
insert(p) //OK,the head T is in
}
int main()
{
Node *T;
fun(T); //OK,the head T is in
}
因为fun函数里传入了数据结构的头指针（链表，二叉树都可以），在这个函数里面的insert函数形参可以是一级指针。
但是如果在main函数里直接单独对数据结构中某一个结点操作就不能用一级指针了。
void insert1(Node *p)
{
//do something to change the structure
}
void insert2(Node **P)
{
//do something to change the structure
}
int main()
{
Node *p;
insert1(p); //error
insert2(&p); //OK
}
以上是关于彻底理解链表中为何使用二级指针或者一级指针的引用的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章