带头结点的单链表插入方法（头插法与尾插法）

在这里插入图片描述

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。
创建新节点 s：
- 分配内存，存入 value。
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 pwhile (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 sNode *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;
}