带头结点的单链表插入方法（头插法与尾插法）
在单链表的操作中，插入是最常见的操作之一，本文介绍 带头结点的单链表 如何实现 后插法 和 前插法（包括 插入法 和 后插数据交换法），并提供完整的 C++ 代码示例。
1. 链表的基本结构
在 带头结点 的单链表中，头结点 L 仅作为占位符，不存储数据，链表的数据从 L->next 开始。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node, *List;
data：存储节点数据。next：指向下一个节点的指针。List：定义指向Node的指针类型，表示链表。
2. 链表初始化
bool Init(List &L) {
L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); // 创建头结点
L->next = NULL;
return true;
}
L作为头结点，仅占位，不存储数据。L->next = NULL表示链表为空。
3. 后插法（在指定位置后插入）
3.1 后插法介绍
后插法 是指在 某个指定位置 i 之后 插入新的节点，即：
原链表： A -> B -> C -> NULL
插入后： A -> B -> X -> C -> NULL （X 插入到 B 之后）
3.2 后插法代码
bool Insert(List &L, int i, int value) {
Node *p = L; // p 指向头节点
int j = 0;
// 找到 i-1 位置的节点
while (p != NULL && j < i - 1) {
p = p->next;
j++;
}
if (p == NULL) { // 如果 i 超出链表长度，插入失败
return false;
}
// 创建新节点
Node *s = (Node *)malloc(sizeof(Node));
s->data = value;
// 插入
s->next = p->next;
p->next = s;
return true;
}
3.3 代码解析
- 找到
i-1位置的节点：- 通过
while循环找到第i-1个节点p，使p->next指向新节点。
- 通过
- 创建新节点
s：- 分配内存，存入
value。
- 分配内存，存入
- 新节点
s指向p->next：s->next = p->next，让新节点连接到p的下一个节点。
p连接到s：p->next = s，完成插入。
3.4 运行示例
void PrintList(List L) {
Node *p = L->next; // 跳过头节点
while (p != NULL) {
printf("%d -> ", p->data);
p = p->next;
}
printf("NULL\n");
}
int main() {
List L;
Init(L);
Insert(L, 1, 10);
Insert(L, 2, 20);
Insert(L, 3, 30);
PrintList(L);
return 0;
}
运行结果
10 -> 20 -> 30 -> NULL
4. 后插法实现前插法（交换数据法）
4.1 介绍
前插法 是指在 某个指定位置 i 之前 插入新节点：
原链表： A -> B -> C -> NULL
插入后： A -> X -> B -> C -> NULL （X 插入到 B 之前）
如果我们仍然使用后插法，可以通过 交换数据 来模拟前插效果：
- 找到
i位置的节点p。 - 使用后插法 在
p后面 插入一个新节点s。 - 交换
p和s的data，这样p的数据变成新插入的数据，而s变成原p的数据。
当然 这里也可以使用 直接插入法 不过 需要从头 遍历链表 至其前驱结点 ，这里没有实现
4.2 代码
bool Insert(List &L, int i, int value) {
if (i < 1) return false;
Node *p = L;
int j = 0;
// 找到第 i 个位置的节点 p
while (p->next != NULL && j < i - 1) {
p = p->next;
j++;
}
if (p == NULL) return false;
// 使用后插法创建新节点 s
Node *s = (Node *)malloc(sizeof(Node));
s->data = value;
s->next = p->next;
p->next = s;
// **交换数据**，实现前插效果
int temp = p->data;
p->data = s->data;
s->data = temp;
return true;
}
4.3 运行示例
int main() {
List L;
Init(L);
Insert(L, 1, 10);
Insert(L, 2, 20);
Insert(L, 3, 30);
Insert(L, 2, 15); // 插入 15 到第 2 个位置
PrintList(L);
return 0;
}
输出
10 -> 15 -> 20 -> 30 -> NULL
15 被正确插入到了 20 之前，达到了前插的效果。
5. 总结
| 后插法 | 前插法（交换数据法） | |
|---|---|---|
| 插入方式 | 在 第 i 个节点 之后插入 | 在 第 i 个节点 之前插入 |
| 链表变化 | A -> B -> X -> C | A -> X -> B -> C |
| i=1 时的情况 | 头结点不变，只插入到 L->next 之后 | 头结点改变，新节点变成 L |
| 适用场景 | 常用于 顺序插入，如尾插法 | 适用于 倒序插入，如头插法 |
| 优点 | 逻辑清晰，适用于大多数情况 | 结构不变，适用于数据交换优化 |
两种插入方式的使用场景不同，在 动态链表管理 中，后插法适合 正常数据流，前插法适合 逆序处理。
6. 参考代码完整示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node, *List;
bool Init(List &L) {
L = (Node *)malloc(sizeof(Node));
L->next = NULL;
return true;
}
bool Insert(List &L, int i, int value) {
if (i < 1) return false;
Node *p = L;
int j = 0;
while (p->next != NULL && j < i - 1) {
p = p->next;
j++;
}
if (p == NULL) return false;
Node *s = (Node *)malloc(sizeof(Node));
s->data = value;
s->next = p->next;
p->next = s;
int temp = p->data;
p->data = s->data;
s->data = temp;
return true;
}
希望本文能帮助新手更好地学习C++链表的学习！
