单链表的插入操作与删除操作的差异及影响

# 1. 单链表的基本概念与原理

单链表作为一种常见的线性数据结构，是由节点组成的序列，每个节点包含数据域和指针域，用于指向下一个节点。单链表通过头指针指向第一个节点，最后一个节点的指针域为 NULL。

### 1.1 单链表的定义与特点
单链表是一种动态数据结构，具有插入、删除操作方便的特点，但查找节点需要遍历整个链表。每个节点包含数据存储单元和指向下一个节点的指针。

### 1.2 单链表结构
#### 1.2.1 节点的组成
节点由数据域和指针域组成，数据域存储实际数据，指针域指向下一个节点。
#### 1.2.2 头指针的作用
头指针指向第一个节点，用于链表的操作入口。

### 1.3 单链表的优缺点
#### 1.3.1 优点
- 插入、删除操作高效
- 空间利用灵活，可以动态分配内存
#### 1.3.2 缺点
- 查找节点需要遍历整个链表
- 不支持随机访问，不适合索引存储数据

# 2. 单链表的插入操作

#### 2.1 在链表头部插入节点

在单链表的头部插入节点是常见的链表操作之一，可通过以下步骤完成插入操作：

1. 创建新节点，并将要插入的值赋给新节点的数值域。
2. 将原链表的头指针赋给新节点的指针域。
3. 将新节点设为链表的新头节点，更新头指针指向新节点。

时间复杂度分析：在链表头部插入节点的时间复杂度为 O(1)，因为只需改变少量指针的指向，与链表长度无关。

class Node:
    def __init__(self, data=None):
        self.data = data
        self.next = None

class LinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def insert_at_head(self, data):
        new_node = Node(data)
        new_node.next = self.head
        self.head = new_node

#### 2.2 在链表中间插入节点

在链表中间插入节点需要考虑插入位置的影响，按以下步骤操作：

1. 遍历找到要插入位置的前一个节点。
2. 创建新节点，并将新节点的指针指向原节点的下一个节点。
3. 将前一个节点的指针指向新节点，完成插入操作。

插入位置的特殊性：在链表中间插入节点的位置不同，影响后续节点的连接方式。

异常情况处理：若插入位置为空或越界，需进行相应的异常处理。

class LinkedList:
    # 初始化链表等操作...

    def insert_in_between(self, prev_node, data):
        if prev_node is None:
            print("Previous node should be in the LinkedList.")
            return
        new_node = Node(data)
        new_node.next = prev_node.next
        prev_node.next = new_node

#### 2.3 在链表尾部插入节点

在链表尾部插入节点是一种简单且常见的操作，可通过以下步骤实现：

1. 找到链表中最后一个节点。
2. 创建新节点，并将其指针指向 NULL。
3. 将最后一个节点的指针指向新节点，完成插入操作。

尾部插入的特殊性：尾部插入节点不会影响链表中原有节点的相对位置，仅需改变指针指向。

class LinkedList:
    # 初始化链表等操作...

    def insert_at_tail(self, data):
        new_node = Node(data)
        if self.head is None:
            self.head = new_node
            return
        last_n