C++ 单链表（无头结点）

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总结归纳

1. 头结点可以没有，头指针必须有。访问整个链表，是用过遍历头指针来进行的。
2. 这里没有特别的设置一个头指针，因为当指针指向整个链表 L 时，该指针的实现效果就是头指针。
3. 不带头结点的单链表，即单链表的第一个结点就存储数据，头指针也指向第一个结点；带头结点的单链表，第一个结点是头结点，不存储数据，从头结点的 next 开始存储，头指针可以从头结点的 next 开始遍历。
4. 对于结点的前插操作，找到对应位置的结点，设新结点为该节点的后继结点，将该结点的 data 后移至新结点的 data，以此来模拟结点的后移，并且时间复杂度为 O(1)，我愿称之为“偷天换日”。
5. 如果采用尾插法创建单链表，可以设置一个尾指针，指向单链表末尾，这样就不用每次都通过遍历找到最后一个结点，但每插入一个都要更新尾指针。这样的时间复杂度为O(1)。
6. 在 DeleteNode 函数中（删除指定结点），存在一处 bug ，当删除结点为最后一个结点时，由于该结点没有后继结点，该函数会报错，初步认为只能通过 DeleteNextLNode函数（删除p结点的后继结点）来实现删除最后一个结点的操作。
7. 大多数情况下，单链表的查询、插入、删除的平均时间复杂度都是O(n)，因为要遍历头结点开始查找。但如果对指定结点进行插入和删除，则时间复杂度为O(1)，因为不需要再通过遍历找到指定的结点。要具体分析。
8. 如果不带头结点的单链表，则对表头的操作（插入和删除）要特殊处理，例如 List_HeadInsert（头插法创建单链表）、ListInsert（按位序插入）。每次插入后都要更新头指针，而对于带头结点的单链表，它的头指针指向永远是头结点，只需要修改头结点的后继就可以完成插入。

代码实现

/*
单链表（无头结点）
*/

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>

using namespace std;

struct LNode {
    int data;    // 数据域
    LNode *next; // 指针域
};

typedef LNode LNode;     // 表示单链表的一个结点
typedef LNode *LinkList; // 表示一个单链表

// 初始化单链表
LinkList InitList(LinkList &L) {
    L = new LNode;
    L = NULL;
    return L;
}

// 判断单链表是否为空
bool Empty(LinkList &L) {
    if (L == NULL) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

// 获取单链表长度
int Length(LinkList &L) {
    int len = 0;
    LNode *p = L;
    while (p != NULL) {
        p = p->next;
        len++;
    }
    return len;
}

// 头插法建立单链表
LinkList List_HeadInsert(LinkList &L) {
    int e;
    cin >> e;
    while (e != 9999) {
        LNode *s = new LNode;
        s->data = e;
        s->next = L;
        L = s; // 更新头指针
        cin >> e;
    }
    return L;
}

// 尾插法建立单链表
LinkList List_TailInsert(LinkList &L) {
    LNode *r = L; // r为尾指针，p为头指针
    int e;        // 插入的数据
    cin >> e;
    while (e != 9999) {
        if (L == NULL) {
            LNode *s = new LNode;
            s->data = e;
            s->next = NULL;
            L = s; // 更新头指针
            r = s; // 更新尾指针
            cin >> e;
        } else {
            LNode *s = new LNode;
            s->next = r->next;
            s->data = e;
            r->next = s;
            r = s; // 更新尾指针
            cin >> e;
        }
    }
    r->next = NULL; // 尾指针的next置为NULL
    return L;
}

// 按位查找：查找第i个结点
LNode *GetElem(LinkList &L, int i) {
    LNode *p = L;
    int j = 1;
    while (i != j) {
        p = p->next;
        j++;
    }
    return p;
}

// 按值查找：查找数据域为e的结点
LNode *GetLNode(LinkList &L, int e) {
    LNode *p = L;
    while (p != NULL && p->data != e) {
        p = p->next;
    }
    return p;
}

// 前插操作：在p结点前插入数据e
bool InsertPriorNode(LNode *p, int e) {
    // LNode *p = GetLNode(L, e);
    if (p == NULL) {
        return false;
    }
    LNode *s = new LNode;
    s->next = p->next;
    s->data = p->data; // 数据后移，模拟结点后移
    p->next = s;
    p->data = e; // 将前结点置为新插入的结点
    return true;
}

// 后插操作：在p结点后插入数据e
bool InsertNextNode(LNode *p, int e) {
    if (p == NULL) {
        return false;
    }
    LNode *s = new LNode;
    s->next = p->next;
    s->data = e;
    p->next = s;
    return true;
}

// 按位序插入
bool ListInsert(LinkList &L, int i, int e) {
    if (i < 1) { // i值不合法
        return false;
    }
    if (i == 1) { // 在头指针处插入
        LNode *p = new LNode;
        p->data = e;
        p->next = L;
        L = p; // 头指针指向新结点
        return true;
    } else {
        LNode *p = GetElem(L, i - 1); // 遍历找到第i-1个结点
        InsertNextNode(p, e);         // 后插操作
        /**  通过前插操作实现同样效果
        p = GetElem(L, i);
        InsertPriorNode(p, e);
        */
        return true;
    }
}

// 删除指定结点
bool DeleteNode(LNode *p) {
    LNode *q = new LNode;
    q = p->next;
    p->data = q->data; // 数据前移，模拟结点前移
    p->next = q->next; // 断开与被删除结点的联系
    delete q;
    return true;
}

// 删除p结点的后继结点
bool DeleteNextLNode(LNode *p) {
    if (p == NULL || p->next == NULL) { // p结点是最后一个
        return false;
    }
    LNode *s = new LNode;
    s = p->next;
    p->next = s->next;
    delete s;
    return true;
}

// 按位序删除
bool ListDelte(LinkList &L, int i, int &e) {
    if (i < 1) {
        return false;
    }
    if (i == 1) { // 删除第一个结点
        LNode *s = new LNode;
        s = L; // 指向头指针
        L = s->next;  // 更新头指针
        delete s;
        return true;
    }
    /*  按结点删除，实现同样效果
    LNode *p = GetElem(L, i);
     e = p->data;
    DeleteNode(p);
    */
    LNode *p = GetElem(L, i - 1);
    e = p->data;
    DeleteNextLNode(p);
    return true;
}

// 遍历单链表
void TraverseList(LinkList &L) {
    LNode *p = L;
    while (p != NULL) {
        cout << p->data << " ";
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    LinkList L;
    L = InitList(L);
    // L = List_HeadInsert(L);  // 头插法
    L = List_TailInsert(L);
    ListInsert(L, 3, 30);
    TraverseList(L);

    int e = -1;
    ListDelte(L, 1, e);
    cout << "被删除的值：" << e << endl;
    TraverseList(L);
    cout << "长度：" << Length(L) << endl;
}