• 前言
• 指针或引用的含义
• 指针丢失和内存泄漏
• 哨兵简化实现难度
• 边界条件处理

前言

1. 指针或引用的含义
2. 指针丢失和内存泄漏
3. 哨兵简化实现难度
4. 边界条件处理
5. 多看代码多练

李柱明博客：https://i.cnblogs.com/posts/edit-done;postId=15487326

指针或引用的含义

指针和引用都是一个意思，都是存储所指对象的内存地址。

理解指针非常重要，对于后期使用指针、函数传参等等都发挥着理论指导作用。

指针：

• 变量的地址即为该变量的指针 ，理解为地址（指针）指向了该变量，也就是通过地址（指针）可以找到该变量。
• 如果一个变量专门用来存放另一个变量的地址（指针），则称它为指针变量。
• 如一个 32bit 系统中，指针的值只是 4 个 byte 的数据而已。

指针丢失和内存泄漏

指针丢失&内存泄漏例子：

• 如单向链表，插入节点时，注意指针的更新：

• // 错误示范
  p->next = x;  // 将 p 的 next 指针指向 x 结点；
  x->next = p->next;  // 将 x 的结点的 next 指针指向 b 结点；
  

• 上述代码中一个错误点就是：p->netx 已经由原来的 b 更新为 x 了，到第二行代码时原意为 x 的下一个想指向 b 的，但是指针丢失了，导致 x->next 指向了 x 本身，链表后面的节点全部丢失。后面丢失的节点就是内存泄漏了。

• 

• 注意：

  • 实时留意指针的状态。
  • 在操作链表时，必要时可以备份节点。如在删除单向链表的某个节点时，备份下前一个节点。
  • 删除节点时，释放节点内存。若有对应的指针变量，记得赋空值。

注意野指针：

• 指针变量创建时记得赋空值。
• 释放内存时，记得赋空值。

哨兵简化实现难度

哨兵为了处理边界问题。如首节点。

哨兵不参与逻辑业务。

编程建议：链表尽量弄个链表句柄，方便管理。首节点的指针可以当做链表的句柄使用。

在链表中，第一个节点都需要特殊处理，如删除单向链表的第一个节点，就得把指向该链表的指针更新为第二个节点。

这样每次操作链表都需要检查是否是第一个节点，如果是还要特殊处理，显得繁琐。

所以我们固定一个首节点，实际数据的节点从第二个节点开始。这样就不用管链表是否为空。

首节点还可以记录链表的一些数据。

首节点的指针可以当做链表的句柄使用。

含首节点的链表交带头链表，相反叫不带头链表。

参考以下两段代码：

代码一：

// 在数组 a 中，查找 key，返回 key 所在的位置
// 其中，n 表示数组 a 的长度

int find(char* a, int n, char key) {
  // 边界条件处理，如果 a 为空，或者 n<=0，说明数组中没有数据，就不用 while 循环比较了
  if(a == null || n <= 0) {
    return -1;
  }

  int i = 0;
  // 这里有两个比较操作：i<n 和 a[i]==key.
  while (i < n) {
    if (a[i] == key) {
      return i;
    }
    ++i;
  }
  return -1;
}

代码二：

// 在数组 a 中，查找 key，返回 key 所在的位置
// 其中，n 表示数组 a 的长度
// 我举 2 个例子，你可以拿例子走一下代码
// a = {4, 2, 3, 5, 9, 6}  n=6 key = 7
// a = {4, 2, 3, 5, 9, 6}  n=6 key = 6

int find(char* a, int n, char key) {

  if(a == null || n <= 0) {
    return -1;
  }

  // 这里因为要将 a[n-1] 的值替换成 key，所以要特殊处理这个值
  if (a[n-1] == key) {
    return n-1;
  }

  // 把 a[n-1] 的值临时保存在变量 tmp 中，以便之后恢复。tmp=6。
  // 之所以这样做的目的是：希望 find() 代码不要改变 a 数组中的内容
  char tmp = a[n-1];

  // 把 key 的值放到 a[n-1] 中，此时 a = {4, 2, 3, 5, 9, 7}
  a[n-1] = key;

  int i = 0;
  // while 循环比起代码一，少了 i<n 这个比较操作
  while (a[i] != key) {
    ++i;
  }

  // 恢复 a[n-1] 原来的值, 此时 a= {4, 2, 3, 5, 9, 6}
  a[n-1] = tmp;

  if (i == n-1) {
    // 如果 i == n-1 说明，在 0...n-2 之间都没有 key，所以返回 -1
    return -1;
  } else {
    // 否则，返回 i，就是等于 key 值的元素的下标
    return i;
  }
}

在字符串 a 很长的时候，执行效率更高的是代码二。

因为代码二的字符串检索是比代码一少了一个判断。

• 代码一：O(2n)

• 代码二：O(n)

  • 代码一比代码 二多了个字符串最大限度遍历限制。
  • 备份字符串最后一个字符，并把其改为遍历结束标志。
  • 完成遍历后再恢复该字符。

注意：上面代码只是给个例子，实际开发中，若不追求极致效率，为了代码可读性，不建议上面这个代码的实现。

边界条件处理

在处理链表时，先用大脑走一遍，主要是边界问题，如：

• 链表为空时，代码是否正常工作？
• 链表只有一个节点时，代码是否正常工作？
• 链表有两个节点时，代码是否正常工作？
• 处理链表第一个节点或最后一个节点时，代码是否正常工作？