鏈表添加函數中爲什麼要用指向鏈表指針的指針

在看書的時候有個往鏈表裏添加節點的函數，代碼中考慮到可能給出的頭指針爲空，並做另外一些處理。具體代碼如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode* next;
};

void AddToTail(ListNode** pHead, int value);

int main() {
	// TODO
}

void AddToTail(ListNode** pHead, int value) {
	ListNode* pNew = new ListNode();
	pNew->val = value;
	pNew->next = NULL;

	if (*pHead == NULL) {
		*pHead = pNew;
	}
	else {
		ListNode* p = *pHead;
		while (p->next != NULL) {
			p = p->next;
		}
		p->next = pNew;
	}
}

網上其他人的博客中對函數AddToTail的參數的描述跟書中如出一轍：第一個參數pHead是一個指向指針的指針，當向一個空鏈表插入一個節點時，新插入的節點是鏈表的頭指針，此時會改動頭指針，因此必須把pHead參數設置爲指向指針的指針。

爲什麼呢？在以前學習C++的時候，我們只知道在參數中，以傳值的形式作爲參數的變量在函數體內被修改之後，出了函數體就會失效，準確的說這個變量沒有被修改過，因此需要傳入該變量的指針或者使用引用傳參的方式。可是上述AddToTail中已經是一個指針了啊？於是我測試了一下，不使用指針的指針會怎樣：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode* next;
};

void AddToTail(ListNode* pHead, int value);

int main() {
	// TODO
	ListNode* head = NULL;
	AddToTail(head, 10);
	if (head != NULL) {
		cout << head->val << endl;
	}
	else {
		cout << "head is NULL.." << endl;
	}
	
}

void AddToTail(ListNode* pHead, int value) {
	ListNode* pNew = new ListNode();
	pNew->val = value;
	pNew->next = NULL;

	if (pHead == NULL) {
		pHead = pNew;
	}
	else {
		ListNode* p = pHead;
		while (p->next != NULL) {
			p = p->next;
		}
		p->next = pNew;
	}
}

運行結果如下

作爲指針pHead竟然真的沒被修改過！

其實真的很好理解，既然你懂得函數中的值傳參，假設int a，作爲參數傳入的時候沒被修改，所以需要用指向a的指針，那麼應該也可以理解，指針變量pHead作爲參數傳入的時候被修改無效，因此需要用指向pHead的指針，只不過pHead本身就是一個指針了，所以才存在有指針的指針看起來稍微複雜一點的說法。因爲，指向a的指針作爲參數傳入進去時，如果你對它進行修改，其實也是無效的，但是修改指針指向的內容的修改是有效的，也即，（&a）對a取地址得到的指針傳入進去之後，此時你修改這個指針也是沒有什麼實際作用的，原因我等下會說。但是，你修改指針指向的內容這就有效了，因此通常我們在函數體內是修改對指針取內容後的內存，即*(&a)。所以，你對指針pHead的修改時無效的，只有對指向pHead的指針指向的內容（很繞吧，其實就是pHead），這時候纔是有效的，因此AddToTail的第一個參數必須用指針的指針。

現在來說說爲什麼對值傳參在函數體內的修改無效。因爲a傳進去的時候會被複制了一份copy，此後的修改都是在臨時變量copy上，出了函數體copy被銷燬，a還是原來的a，根本就沒被修改過，所以纔會值傳參對變量的修改無效。要使得對a的修改有效，一方面是傳入a的地址，也就是對指向a的指針作爲值傳參（反正修改的不是a的指針，修改了也無所謂，反正只是修改a的指針的copy），此時a的指針的copy指向的內容也是a，因此對copy指向的內容修改會導致a的內容也被修改，check！另外一種方式就是引用傳參，引用傳參往往要比值傳參高效，因爲它是直接將a作爲參數傳入進去，而少了對a進行復制這部分的開銷，既然傳入進去的是a，那麼對a的修改肯定也生效。

爲了證明上述廢話，我將代碼2中的AddToTail函數的第一個參數也作爲引用參數傳入（指向指針的指針肯定正確啦，就不測試了），此時預測的結果是修改有效。代碼如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode* next;
};

void AddToTail(ListNode* &pHead, int value);

int main() {
	// TODO
	ListNode* head = NULL;
	AddToTail(head, 10);
	if (head != NULL) {
		cout << head->val << endl;
	}
	else {
		cout << "head is NULL.." << endl;
	}
	
}

void AddToTail(ListNode* &pHead, int value) {
	ListNode* pNew = new ListNode();
	pNew->val = value;
	pNew->next = NULL;

	if (pHead == NULL) {
		pHead = pNew;
	}
	else {
		ListNode* p = pHead;
		while (p->next != NULL) {
			p = p->next;
		}
		p->next = pNew;
	}
}

只是簡單的在代碼2中的函數聲明和定義中，第一個參數加入了"&"表示使用一個引用參數，結果如下圖，check！