带哨兵节点和不带哨兵节点的单链表操作的对比

哨兵节点：哨兵节点（sentinel）是一个哑元节点（dummy node），可以简化边界条件。是一个附加的链表节点，该节点作为第一个节点，它的值域中并不存储任何东西，只是为了操作的方便而引入的。如果一个链表有哨兵节点的话，那么线性表的第一个元素应该是链表的第二个节点。 
很多情况下，需要处理当前节点的前驱节点，如果是没有哨兵节点的链表，对第一个节点，即头节点，没有前驱节点。如果不作特殊处理，就可能出错；如果对它特别对待，就会增加代码复杂性，还会降低程序效率。而如果有哨兵节点的话， 线性表的每个位置的节点都有前驱节点，因此可以统一处理。 
当链表为空时，没有哨兵节点的链表的头节点为NULL，处理起来也和其他情况不同。带哨兵节点的链表，当其为一个空链表时，仅含哨兵节点，哨兵节点的指针域为空，和其他情况的表尾是一样的。

定义链表的节点：

typedef struct _node{
    int data;
    struct _node *next;
}node, *pNode;

 

定义链表结构体的数据类型。

创建一个链表。 
没有哨兵节点的情况：

pNode createList(void)
{
    pNode temp;
    pNode prev;
    int input;
    pNode head = NULL;
    scanf("%d", &input);
    while(input != -1){
        temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
        temp->data = input;
        temp->next = NULL;
        //需要考虑链表为空的情况
        if(head == NULL){
            head = temp;
            prev = temp;
        }else{
            prev->next = temp;      //链
            prev = temp;
        }
        scanf("%d", &input);
    }

    return head;
}

 

有哨兵节点的情况：

pNode createListWithSentinel(void)
{
    pNode temp;
    pNode prev;
    int input;
    pNode head;
    head = (pNode)malloc(sizeof(node));
    head->next = NULL;
    prev = head;
    scanf("%d", &input);
    while(input != -1){
        temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
        temp->data = input;
        temp->next = NULL;
        prev->next = temp;      //链
        prev = temp;
        scanf("%d", &input);
    }

    return head;
}

 

没有哨兵节点时，添加一个节点要先判断是否是第一个节点，并单独保留第一个节点的指针，以便于返回整个链表的头指针。有哨兵节点时，链表头是固定的，不可能为空，后续的节点都是链接在前一个节点的，不需要单独判断是否为头节点。

遍历输出链表。 
没有哨兵节点：

void printList(const pNode head)
{
    pNode temp = head;
    while(temp){
        printf("%d, ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

 

有哨兵节点：

void printListWithSentinel(const pNode head)
{
    pNode temp = head;
    while(temp->next){
        printf("%d, ", temp->next->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

 

差别不大。

在指定的位置前插入一个节点。第一个位置为0 
没有哨兵节点：

pNode insertNodeN(pNode head, int pos, int value)
{
    int count;
    pNode temp;
    pNode prev = head;
    temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
    temp->data = value;
    if(head == NULL || pos == 0){
        temp->next = head;
        return temp;
    }
    for(count = 1; count < pos && prev->next != NULL; count++){
        prev = prev->next;
    }
    temp->next = prev->next;
    prev->next = temp;      //链

    return head;
}

 

有哨兵节点：

void insertNodeWithSentinelN(const pNode head, int pos, int value)
{
    int count;
    pNode temp;
    pNode prev = head;
    temp = (pNode)malloc(sizeof(node));
    temp->data = value;
    for(count = 0; count < pos && prev->next != NULL; count++){
        prev = prev->next;
    }
    temp->next = prev->next;
    prev->next = temp;      //链
}

 

有哨兵节点时，不需要判断链表为空和插入点在第一个位置节点的情况。

删除指定位置的节点。 
没有哨兵节点：

pNode deleteNodeN(pNode head, int pos)
{
    int count;
    pNode temp;
    pNode prev = head;
    /*空表的情况*/
    if(head == NULL){
        return head;
    }
    /*删除第一个节点，即删除的是头节点的情况*/
    if(pos == 0){
        temp = head;
        head = head->next;
        free(temp);
        return head;
    }
    for(count = 1; count < pos && prev->next != NULL; count++){
        prev = prev->next;
    }
    temp = prev->next;
    if(temp != NULL){
        prev->next = temp->next;    //还没有到表尾
    }
    free(temp);
    return head;
}

 

有哨兵节点：

void deleteNodeWithSentinelN(const pNode head, int pos)
{
    int count;
    pNode temp;
    pNode prev = head;
    for(count = 0; count < pos && prev->next != NULL; count++){
        prev = prev->next;
    }
    temp = prev->next;
    if(temp != NULL){
        prev->next = temp->next;    //还没有到表尾
    }
    free(temp);
}

 

有哨兵节点时，不需要判断链表为空和删除第一个位置节点的情况。

总结： 
带哨兵节点的链表，需要额外的一个节点，但插入和删除等操作不需要额外的判断；不带哨兵节点，在处理链表为空时，和其他情况不一样，需要单独判断一次。 
带哨兵节点的链表，插入或删除时，不论操作的位置，表头都不变，不需要额外的判断；不带哨兵节点的链表，插入或删除操作发生在第一个节点时，表头指针都要变化，需要额外的处理。