Leetcode解题-链表(2.2.0)基础类

1 基类的作用

在开始练习LeetCode链表部分的习题之前，首先创建好一个Solution基类，其作用就是：

Ø  规定好每个子Solution都要实现纯虚函数test做测试；

Ø  提供了ListNode结构的定义；

Ø  create函数创建链表；

Ø  print打印链表等工具函数；

从而方便我们编写完算法函数后进行单元测试。

2 代码实现

因为我们提供的链表仅是用来完成后面的习题，而不用提供增删改查等操作，所以链表并没有加入一个dummy header，这样create()中创建链表时就有些麻烦，于是这里使用了二级指针来简化操作，正好借此机会学习一下强大的二级指针！先看一下代码实现，后面会详细介绍其他实现方法以及与此二级指针版本的比较。

3 专题：二级指针创建链表

本专题我们看一下create()函数的三个版本，实际上对于LeetCode的链表习题，只要是涉及到创建或改动链表，特别是动链表头部，都可以用下列三种方法实现：

Ø  用指针创建没有dummy header的链表：最麻烦，第一次迭代要初始化指针到第一个结点，之后每次迭代才能正常处理，否则会有空指针问题。

Ø  用指针创建有dummy header的链表：最易理解。

Ø  二级指针：最简洁，但二级指针不那么容易理解。

3.1 没有dummy header

首先，我们看一下如果不用二级指针，如何创建一个没有dummy header的链表。我们用list指针记住链表的头部，作为函数的返回值。用cur指针向后逐步创建链表的各个结点。

3.2 有dummy header

有了dummy header就变得很自然了，代码不用特殊判断第一次迭代的情况了。最后返回dummy指向的第一结点就行了。dummy的任务完成，函数返回后自动被回收了。

3.3 使用二级指针

本文开始列出的代码实现用的就是二级指针。二级指针非常灵活，可以像给普通变量赋值一样，给一级指针赋值。下面用更清晰的图示，对比一下三个版本的异同：

4 思考：指针

如果单单是用指针指向一个对象，然后调用其函数，看起来与Java中的引用也没什么不同嘛，两者本质上都只是个内存地址，那么指针到底强大在哪里？

Ø  指针运算：《C与指针》中强调过指针的运算能力，能够加减，能够自增自减，从而自由移动，就像一个灵活的迭代器一样好用。

Ø  二级指针：上面用二级指针创建链表的方式，Java是无法做到的。我们只能将引用指向一个对象，但没法对引用取地址&，让另一个引用指向它。即便用dummy的方式，Java对象都是在堆上分配的，目前栈上分配JVM有选项支持，但还不成熟，默认并不开启。

Ø  函数指针：同样，在Java中只能将函数包装成一个类传递给需要地方。当然，这个问题在引入Lambda表达式后将有所改善。

Ø  结构指针：引用一段“如果只把结构体当成一个数据的集合的话，那么结构体并没有什么好用的。在处理二进制格式的数据，尤其是网络数据的数据包的时候，结构体指针非常好用。我们用socket读到一段二进制数据的时候，把指向该缓存的指针，用一个强制类型转换变成一个struct eth_header*类型的指针，那么这个数据包的内容就可以很容易的读出来了。”

Ø  参数传递：因为C函数参数只有按值传递（这里不谈C++了，C++有多种传值方式，这里只谈C中的指针），如果没有指针，所有函数调用和返回值都要进行拷贝，成本太高。这一点与Java比较类似，Java也是只有传值，int/char等基本类型会完全复制，而对象传递时实际只是复制了引用。