707.设计链表——学习笔记

题目：你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

• MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
• int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
• void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
• void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
• void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
• void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

示例：

输入
["MyLinkedList", "addAtHead", "addAtTail", "addAtIndex", "get", "deleteAtIndex", "get"]
[[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
输出
[null, null, null, null, 2, null, 3]

解释
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addAtHead(1);
myLinkedList.addAtTail(3);
myLinkedList.addAtIndex(1, 2);    // 链表变为 1->2->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 2
myLinkedList.deleteAtIndex(1);    // 现在，链表变为 1->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 3

提示：

• 0 <= index, val <= 1000
• 请不要使用内置的 LinkedList 库。
• 调用 get、addAtHead、addAtTail、addAtIndex 和 deleteAtIndex 的次数不超过 2000 。

题目来源：力扣（LeetCode）链接

题解：

class ListNode { //定义链表的节点类
    int val; //存放链表中的数据
    ListNode next; //指向下一个节点
    ListNode() {}; //无参构造器
    ListNode(int val) { //有参构造器
        this.val = val;
    }
}
class MyLinkedList {

    int size; //储存链表的元素个数
    ListNode head; //虚拟头节点

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0; 
        head = new ListNode(0);
    }
    
    public int get(int index) {
        //index无效，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        //因为存在虚拟头节点，所以要查找第index+1个节点
        //下标从0开始，所以终止条件包含index即可
        ListNode currentNode = head;
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return currentNode.val;
    }
    
    //在链表最前面插入一个节点，可以调用addAtIndex()方法，在0处添加
    //addAtIndex(0,val)就是在虚拟头节点后添加新节点
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }
    
    //在链表的最后插入一个节点，可以调用addAtIndex()方法，在size处添加
    //addAtIndex(size,val)就是在链表的最后添加新节点
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }
    
    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点
    // 如果 index 小于等于 0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果 index 大于链表的长度，则返回空
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) {
            return;
        }
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        size++;
        //找到要添加节点的前一个节点
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = pred.next;
        pred.next = newNode;
    }
    
    //删除第index个节点
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            return;
        }
        size--;
        //删除头节点时，额外处理
        if (index == 0) {
            head = head.next;
            return;
        }
        //找到要删除节点的前一个节点
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * MyLinkedList obj = new MyLinkedList();
 * int param_1 = obj.get(index);
 * obj.addAtHead(val);
 * obj.addAtTail(val);
 * obj.addAtIndex(index,val);
 * obj.deleteAtIndex(index);
 */