链表：头插法与尾插法

一、头插法

定义：头插法是指在链表头部进行节点插入的方法。其核心特点是，新插入的节点总成为链表的第一个有效节点。因此，如果按数据1, 2, 3的顺序进行头插操作，最终链表的节点排列顺序将是3, 2, 1。简而言之，头插法实现的是逆序插入。

代码示例：使用头插法建立单链表

我们首先定义链表节点结构：

class ListNode {
    int data;
    ListNode next;

    public ListNode(int data) {
        this.data = data;
        this.next = null;
    }

    public ListNode() {
        this(0); // 无参构造：用于头结点
    }
}

然后新建一个单链表类，后面将在该类基础上补充头插和尾插对应方法：

import java.util.Scanner;

public class LinkedList {
    private ListNode head; // 头结点（dummy node），不存有效数据
    private Scanner scanner;

    public LinkedList() {
        this.head = new ListNode(); // 创建头结点，next = null
        this.scanner = new Scanner(System.in);
    }

    // 工具方法：遍历打印链表（不含头结点）
    public void print() {
        ListNode p = head.next;
        System.out.print("链表内容：");
        if (p == null) {
            System.out.println("空");
            return;
        }
        while (p != null) {
            System.out.print(p.data + " -> ");
            p = p.next;
        }
        System.out.println("null");
    }

    // 获取头结点（仅用于测试或外部操作）
    public ListNode getHead() {
        return head;
    }

    // 关闭 scanner（避免资源泄露）
    public void close() {
        scanner.close();
    }
}

下面是使用头插法创建链表的代码：

// 头插法：逆序插入
public void headInsert() {
    System.out.print("请输入节点数据（输入 -1 结束）：");
    int x = scanner.nextInt();

    while (x != -1) {
        ListNode newNode = new ListNode(x);
        // 关键两步（头插核心）
        newNode.next = head.next;
        head.next = newNode;

        System.out.print("请输入节点数据（输入 -1 结束）：");
        x = scanner.nextInt();
    }
}

图示如下：

小结：头插法通常应用于需要将数据进行逆序存储的场景，例如链表逆置操作。

二、尾插法

定义：尾插法是指在链表尾部进行节点插入的方法。其主要特点是，新插入的节点总成为链表的最后一个有效节点。因此，如果按数据1, 2, 3的顺序进行尾插操作，最终链表的节点排列顺序依然是1, 2, 3。简而言之，尾插法实现的是顺序插入。

代码示例：使用尾插法建立单链表

// 尾插法：顺序插入
public void tailInsert() {
    ListNode tail = head; // tail 指向当前尾节点（初始为头结点）

    System.out.print("请输入节点数据（输入 -1 结束）：");
    int x = scanner.nextInt();

    while (x != -1) {
        ListNode newNode = new ListNode(x);
        // 关键两步（尾插核心）
        tail.next = newNode;
        tail = newNode; // 更新尾指针

        System.out.print("请输入节点数据（输入 -1 结束）：");
        x = scanner.nextInt();
    }
    // 最后一个节点的 next 本来就是 null，可省略；显式写出更清晰
    tail.next = null;
}

图示如下：

尾插法的特点：在整个插入过程中，通过维护一个指向当前表尾的指针tail，可以高效地在链表末尾添加新节点，而无需每次都遍历链表来查找尾部。