对于 addHead 方法，为什么要检查 tail == null？

Question

我正在学习 Java 数据结构课程，目前正在学习单链表。在addHead的方法中，为什么要检查tail == null？如果为真，为什么tail = head？

public void addHead(T d){
  Node<T> n = new Node<>(d, head);
  head = n;
  size++
  if(tail == null)
   tail = head;
}

完整代码在这里：https://venus.cs.qc.cuny.edu/~ryba/cs313/linkedList/LinkedList.java

Answer 1

在head 中是对列表中第一个节点的引用。
在tail 中是对列表中最后一个节点的引用。
（tail 引用用于允许在恒定时间内将元素添加到列表末尾。）

一个空列表有head == null 和tail == null。
具有一个元素的列表具有head == tail、head != null 和tail != null。
具有多个元素的列表具有head != tail、head != null 和tail != null。

addHead 为新元素d 创建一个新节点n，并引用存储在head 中的列表中的下一个节点（第一个元素为空）。 head 被分配了对新创建的节点 n 的引用。

将第一个元素添加到列表时，if(tail == null) 为真。对n 的引用已保存在head 中，还需要与tail = head;（也可能：tail = n;）一起保存在tail 中，以满足head == tail 条件。

向列表的head (addHead) 添加其他元素时，tail 不会更改，但应继续指向列表的最后一个节点。

Answer 2

您的列表实现还允许追加到末尾。

为了有效地工作，列表维护了一个指向其最后一个元素的tail 指针。没有该指针也可以做到这一点，但是您每次都需要遍历整个列表以找到最后一个元素，从而追加 O(N) 而不是 O(1)。出于同样的原因，您的实现也有一个size 计数器。

当您将新元素添加到先前为空的列表中时，需要调整 tail 指针以指向新创建的单个节点。

注意，添加到列表前面时，只需要在之前列表为空时调整tail即可。在所有其他情况下，tail 保持原样，只有 head 和 size 发生变化。