链表添加函数中为什么要用指向链表指针的指针

指针这一块一直很绕，搞不清楚。

在看书的时候有个往链表里添加节点的函数，代码中考虑到可能给出的头指针为空，并做另外一些处理。具体代码如下：

#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();//申请一个新的节点，并且此节点的位置用指针pNEW指向。
    pNew->val = value;
    pNew->next = NULL;
    if (*pHead == NULL) {
        *pHead = pNew;//考虑没有元素时，链表指向空，如果这样，直接让其指向我们新添加的元素。
    }
    else {
        ListNode* p = *pHead;
        while (p->next != NULL) {
            p = p->next;
        }
        p->next = pNew;
    }
}

网上其他人的博客中对函数AddToTail的参数的描述跟书中如出一辙：第一个参数pHead是一个指向指针的指针，当向一个空链表插入一个节点时，新插入的节点是链表的头指针，此时会改动头指针，因此必须把pHead参数设置为指向指针的指针。为什么呢？在以前学习C++的时候，我们只知道在参数中，以传值的形式作为参数的变量在函数体内被修改之后，出了函数体就会失效，准确的说这个变量没有被修改过，因此需要传入该变量的指针或者使用引用传参的方式。可是上述AddToTail中已经是一个指针了啊？于是我测试了一下，不使用指针的指针会怎样：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
struct ListNode
{
    int val;
    ListNode* next;
};
void AddToTail(ListNode* pHead, int value);
int main() {
    ListNode* head = NULL;
    AddToTail(head, 10);
    if (head != NULL) {
        cout << head->val << endl;
    }
    else {
        cout << "head is NULL.." << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}
void AddToTail(ListNode* pHead, int value) {
    ListNode* pNew = new ListNode();
    pNew->val = value;
    pNew->next = NULL;
    if (pHead == NULL) {
        pHead = pNew;//因为pHead是个复制品，所以更改的并不是原来的pHead;
    }
    else {
        ListNode* p = pHead;
        while (p->next != NULL) {
            p = p->next;
        }
        p->next = pNew;
    }
}

输出结果如下图：

作为指针pHead竟然真的没被修改过！其实真的很好理解，既然你懂得函数中的值传参，假设int a，作为参数传入的时候没被修改，所以需要用指向a的指针，那么应该也可以理解，指针变量pHead作为参数传入的时候被修改无效，因此需要用指向pHead的指针，只不过pHead本身就是一个指针了，所以才存在有指针的指针看起来稍微复杂一点的说法。因为，指向a的指针作为参数传入进去时，如果你对它进行修改，其实也是无效的，但是修改指针指向的内容的修改是有效的，也即，（&a）对a取地址得到的指针传入进去之后，此时你修改这个指针也是没有什么实际作用的。但是，你修改指针指向的内容这就有效了，因此通常我们在函数体内是修改对指针取内容后的内存，即*(&a)。

所以，你对指针pHead的修改时无效的，只有对指向pHead的指针指向的内容（很绕吧，其实就是pHead），这时候才是有效的，因此AddToTail的第一个参数必须用指针的指针。现在来说说为什么对值传参在函数体内的修改无效。因为a传进去的时候会被复制了一份copy，此后的修改都是在临时变量copy上，出了函数体copy被销毁，a还是原来的a，根本就没被修改过，所以才会值传参对变量的修改无效。要使得对a的修改有效，一方面是传入a的地址，也就是对指向a的指针作为值传参（反正修改的不是a的指针，修改了也无所谓，反正只是修改a的指针的copy），此时a的指针的copy指向的内容也是a，因此对copy指向的内容修改会导致a的内容也被修改！另外一种方式就是引用传参，引用传参往往要比值传参高效，因为它是直接将a作为参数传入进去，而少了对a进行复制这部分的开销，既然传入进去的是a，那么对a的修改肯定也生效。
为了验证上述的想法，我们通过重新改写AddToTail函数还进行论证：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
struct ListNode
{
    int val;
    ListNode* next;
};
void AddToTail(ListNode* &pHead, int value);//由原来的传形参改成了引用。
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;
    }
}

输出结果如下图：