穷究链表（二）

我们需要的是细节，细节决定不了成功，但是能保证我们不失败。

      在实现链表的过程中，我们不可避免的会遇到一些bug。Bug是正常的，思维的缜密性当然是重要的，但是不太可能一开始就面面俱到，即使你一开始能够面面俱到，但是当开发进行了一个月两个月一年两年，你总会有一定的倦怠期，总会有某些地方考虑不周到的，我们只能尽我们的能力，去将实现考虑得周到一些，不然微软以及其他系统的各种升级版、补丁包，新的版本出来是做什么的呢？大家都会犯错误。当然，良好的测试也能够帮助我们减少bug的产生，毕竟发布出去的产品才是真正算作一个产品，而内部错误再多，只要发布之前都改正了，还是一款好的产品。

      接着是命名问题，链表我们可以称之为linkedlist, list，还有很多其他的称呼，尽管怎么称呼对于最后的程序没有关系，但是在实现过程中，一个好的名字，还是能够很直观的反映问题的。而且对于后期的维护和其他人阅读理解代码有着很大的好处。 
      
      下面，来定义一个链表。
      链表是由链表节点组成的一个线性结构，要了解链表，就必须了解链表节点。

    链表节点其中肯定包含了数据，另外有一个或多个指向其他链表节点的指针，由于这里先写的是单向链表，那就是有一个指向其他链表节点的指针。这个指针可以指向下一个链表节点，如果这个链表节点本身就是最后一个节点，那它包含的指针，其值被设置为null。
    除了链表节点外，还必须有一个指向这个链表的第一个节点的指针，用来标识这个链表，就如同数组的首地址一样，如果没有这个辅助的指针，我们就无法标识这个链表了。
    除了指向链表第一个节点的指针外，我们也还可以添加其他辅助的数据成员，用来帮助我们更好的操作这个链表，同时也能够在一定程度上节省时间。比如，我们可以增加一个指向链表尾巴节点的指针，那下次我需要得到最后的这个节点时，或者利用这个尾巴节点来实现某些功能时，我就不需要去遍历整个链表来得到最后的这个节点，而可以直接利用该指针来得到。
    因为我们此时实现的是没有头节点的链表，所以对于空链表来说，只有指向链表的指针，而且该指针的值为NULL。

    链表作为一种线性结构，一直被用来和另外一种线性结构来进行比较。正如兄弟、朋友、同学常常被拿来比较一样，就像命运的双生子，总要分出一个胜负来才行。其实，作为其本身，肯定是不喜欢这种比较的。不过，为了效率，咱们还是要来做一次。

      同样是线性结构，链表和数组分别有什么样的区别和优势呢？  
      我们可以从内存结构上面来看，这样比较简单易懂。

      数组是一块连续的内存空间，所以只需要知道数组的首地址，以及存储的数据类型（这两个在定义数组的时候都定义好了，所以肯定是知道的），就可以在

O(1)的时间内定位到数组的任意一个元素。
      但是由于数组的这个连续的特性，所以在在任意位置添加、删除数组元素的时候就比较麻烦，在删除了该元素之后，需要将其后面的元素依次向前移动。同样，在添加一个元素之前，需要将要添加的位置之后的元素依次向后移动，然后再添加该元素。复杂度为O(n)，n为需要移动的元素的个数。

      而链表是不连续的内存空间，其所知道的就是链表节点的结构，以及指向链表第一个节点的指针。这样，在需要定位到某个特定的链表节点时，需要从第一个节点开始，依次遍历，直到找到需要定位的链表节点。需要O(n)的复杂度。
      但是链表的插入和删除操作比较简单，当然，首先还是要遍历到需要插入和删除的节点才行，如果没有遍历到，则先需要进行遍历，然后再进行插入和删除工作。插入和删除本身只需要内存的处理（申请或删除），和指针的变换。需要O(1)的复杂度。

      上面基本上是链表与数组的主要区别，这也是某些hash使用数组来作为存储单元的原因（这里说某些，是因为对于hash的具体还不是十分了解，只是清楚，输入hash函数，然后得到输出，最基本的就是对于数进行取模操作）。

      另外的区别，也是由于其基本性质引起的。数组分配了多少内存空间就是多少，其数据成员的数目是固定死的，如果超过了其内存空间，那就是访问违例了。也就是编程中很容易发生的数组越界的错误。而耳熟能详的“溢出”攻击，也是基于这个原理来进行的。这也是在VS2005中，很多C的函数使用时会报warning的原因，这些函数一般使用了数组来作为参数，比如sprintf，printf等函数。
      
      而链表由于其本身就是不连续的，所以其数据成员的数目是可变的。可以随意的添加、删除，这样在某些可变长度的数据的管理中，链表就是首选了。
      
      而数组又有一维数组和多维数组（这里所有的是针对C和C++，其他语言不考虑）。在内存分布上，有位于栈上的数组，也有在堆上分配的数组，其在访问速度上还是有一点区别的，但是区别也不是太大。在算法中，需要保存一些状态值的情况下，使用数组比较多。

数组的进化形式：
      由于数组在一开始分配的内存固定，造成了很多不方便，所以之后在如果要存储更多数据的时候，需要在其他地方重新分配空间，将现有的内存空间内的数组元素拷贝过去，然后再进行相应的添加等工作。
      而分配多少空间？何时进行拷贝？就产生了很多的策略。于是在C++中，在其标准库中，就对数组作了一个封装，也就是STL中的vector容器。将具体的这些细节隐藏了起来。
      至于这样消耗的时间和空间，在MIT的6.014课程录像中，介绍得已经比较详细了。其实拷贝的消耗还是比较小的，一共平均下来还是常数级别的（具体如何记不太清楚了，还需要重新复习一遍）。

总的来说，数组和链表都是最常用，而且也很难用好的两个数据结构。

      在将这些概念都铺垫清楚后，下面我们就是
编写美的代码

写代码和写书一样，各人有各人的风格，而C、C++、JAVA、.NET也是各有不同，如果C++的程序员一开始写JAVA代码，感觉肯定是比较别扭。至少80列的约定就很难遵守了。而在code review的时候，基本上逛过几眼，就大概能够了解这是一个什么样的程序员编写的代码。

当然，大家在编写代码的过程中，都是希望自己的代码写的很美。而不是像一堆狗屎。不过，越是要求高，越是写了几句之后思考到很多问题，然后或者就不敢写了，或者就懒得想了，或者就改啊改，改到自己都不认得了。

那下面我们就来编写代码吧，一边写，一边整理思路，希望最后能够写出美的代码出来。

看来又食言了，不知道自己会不会越来越肥，不过现在还是很瘦呀，嘿嘿。看来这一篇要开始编码工作又不太可能了，那从下一篇开始吧，大家明天见。