单链表前端插入与删除详解

单链表是一种基础的数据结构，它属于线性数据结构，每个元素由节点组成，逻辑顺序与物理顺序不一定相同，可以进行动态扩展。在单链表中，节点之间通过指针相连，这种连接是单向的，即每个节点只有一个指向下一个节点的引用，而不是双向的。这里主要讨论的是单链表中的插入与删除操作。 首先，我们来看在单链表最前端插入新节点的过程。如果要将新节点(newnode)插入到链表的起始位置(first)，操作步骤如下： 1. 将新节点的新指针设置为当前的第一个节点（newnode->link = first）。 2. 更新链表的第一个节点为新节点（first = newnode）。 这一步改变了链表的头部结构，使得新节点成为了新的开始节点。插入前后的关系可以用图形表示如下： （插入前）: first | V newnode ... ... first （插入后）: newnode | V first 接下来是链表的一些相关概念： - 链表游标类：用于遍历链表，通常包含一个指针变量，可以指向链表中的任意节点，便于逐个访问或操作链表元素。 - 静态链表：相对动态链表而言，其长度是固定的，且在创建时就需要确定所有节点的位置，但插入和删除操作可能比较复杂。 - 循环链表：节点的尾部链接到头部，形成一个环形结构，常用于实现某些特定算法。 - 多项式及其相加：虽然链表通常用于数值数据，但也可以应用于表示数学中的多项式，如动态维护和操作多项式的系数。 - 双向链表：每个节点包含两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点，提供更灵活的遍历方式，但存储空间占用更大。 - 稀疏矩阵：一种数据结构，主要用于表示非全零矩阵，链表可以作为其非零元素的存储方式，节省空间。 在链表的实现上，常见的类定义方法有三种： - 复合方式：链表类定义包含链表结点类，两者相互关联，但链表类不包含结点的具体实现细节。 - 嵌套方式：链表类内部包含一个链表结点类的实例，链表结点类作为链表类的一个组成部分。 - 继承方式：链表结点类继承自一个公共的基类，链表类通过继承获取结点的操作接口。 例如，采用嵌套方式的链表类定义可能如下： ```cpp class ListNode { public: int data; ListNode* link; }; class LinkedList { private: ListNode* first, *current; // 表头指针 public: LinkedList() : first(nullptr), current(nullptr) {} // 链表操作，如插入、删除等... }; ``` 总结来说，单链表的插入与删除操作是数据结构中的基础操作，理解并掌握这些操作对于设计和优化数据结构至关重要。同时，链表的多种变种，如静态链表、循环链表以及它们在实际应用中的运用，都是理解和实践数据结构时不可或缺的部分。链表类的定义方式选择取决于具体的应用场景和需求，每种方法都有其优缺点，需要根据实际情况来权衡。