203. 移除链表元素（C++）
题目
设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：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。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。
在链表类中实现这些功能：
- get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
- addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
- addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
- addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
- deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
示例：
MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
linkedList.addAtHead(1);
linkedList.addAtTail(3);
linkedList.addAtIndex(1,2); //链表变为1-> 2-> 3
linkedList.get(1); //返回2
linkedList.deleteAtIndex(1); //现在链表是1-> 3
linkedList.get(1); //返回3
提示：
- 所有val值都在 [1, 1000] 之内。
- 操作次数将在 [1, 1000] 之内。
- 请不要使用内置的 LinkedList 库。
分析与题解
都是简单的链表操作，需要注意在自定义链表的结构体时，我们采用构造函数初始值列表定义链表结构体的初始化：
struct LinkedNode {
int val;
LinkedNode* next;
// 使用构造函数初始值列表
LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
};
其他都是些基本的链表从操作，完整代码如下：
class MyLinkedList {
// 不论进行何种操作，都要确保头指针一直指向头部元素
// 所以进行操作时，使用额外指针从头指针位置进行遍历
public:
// 先定义链表节点的结构图
struct LinkedNode {
int val;
LinkedNode* next;
// 使用构造函数初始值列表
LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
};
/** Initialize your data structure here. */
// 类构造函数初始化链表
MyLinkedList() {
// 建立虚拟头结点
dummyNode = new LinkedNode(0);
size = 0;
}
/** Get the value of the index-th node in the linked list. If the index is invalid, return -1. */
int get(int index) {
// 索引小于0或者索引大于size-1则无效
if (index < 0 || index > size - 1)
return -1;
LinkedNode* cur = dummyNode->next;
// 注意index是从0开始计数的
while (index) {
cur = cur->next;
index--;
}
return cur->val;
}
/** Add a node of value val before the first element of the linked list. After the insertion, the new node will be the first node of the linked list. */
void addAtHead(int val) {
// 先初始化新的节点
LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
newNode->next = dummyNode->next;
dummyNode->next = newNode;
size++;
}
/** Append a node of value val to the last element of the linked list. */
void addAtTail(int val) {
// 先初始化新节点
LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
// 不影响头指针位置的前提下遍历链表
LinkedNode* cur = dummyNode;
// 遍历链表末尾时，可以不依赖index，判断空结点即可
while (cur->next != nullptr) {
cur = cur->next;
}
cur->next = newNode;
size++;
}
/** Add a node of value val before the index-th node in the linked list. If index equals to the length of linked list, the node will be appended to the end of linked list. If index is greater than the length, the node will not be inserted. */
void addAtIndex(int index, int val) {
// index大于链表长度，则不会进行插入
if (index > size) return;
// index等于链表长度，size恰好为插入下标位置
// 先初始化节点
LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
LinkedNode* cur = dummyNode;
while (index) {
// 如果index小于等于0，立马退出循环达到插入位置
cur = cur->next;
index--;
}
newNode->next = cur->next;
cur->next = newNode;
size++;
}
/** Delete the index-th node in the linked list, if the index is valid. */
void deleteAtIndex(int index) {
// 如果index无效，则直接退出
if (index < 0 || index >= size)
return;
LinkedNode* cur = dummyNode;
while (index--) {
cur = cur->next;
}
LinkedNode* tmp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;
delete tmp;
size--;
}
private:
int size;
LinkedNode* dummyNode;
};
/**
* 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);
*/
