LC-707

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。

作者：LeetCode
链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-linked-list/solution/she-ji-lian-biao-by-leetcode/
来源：力扣（LeetCode）
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单链表

• 哨兵节点：

哨兵节点在树和链表中被广泛用作伪头、伪尾等，通常不保存任何数据。

我们将使用伪头来简化我们简化插入和删除。

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode() {
    }

    /**
     * @param val
     */
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }

    /**
     * @param val
     * @param next
     */
    ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

/**
 * MyLinkedList
 */
class MyLinkedList {
    int size;
    ListNode head;  //虚节点

    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
    }

    /**
     * @param index
     * @return
     */
    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = head;
        for (int i = 0; i < index + 1; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }

    /**
     * @param val
     */
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    /**
     * @param val
     */
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    /**
     * @param index
     * @param val
     */
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) return;
        if (index < 0) index = 0;
        size++;
        ListNode pre = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        ListNode add = new ListNode(val);
        add.next = pre.next;
        pre.next = add;
    }

    /**
     * @param index
     */
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) return;
        size--;
        ListNode pre = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        pre.next = pre.next.next;
    }
}

public class LC707 {
    public static void main(String[] args) {
        MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
        linkedList.addAtHead(1);
        linkedList.addAtTail(3);
        linkedList.addAtIndex(1, 2);   //链表变为1-> 2-> 3
        System.out.println(linkedList.get(1));            //返回2
        linkedList.deleteAtIndex(1);  //现在链表是1-> 3
        System.out.println(linkedList.get(1));            //返回3
    }
}

Python实现

class ListNode:
    def __init__(self, x):
    	self.val = x
    	self.next = None
class MyLinkedList:
    def __init__(self):
        self.size = 0
        self.head = ListNode(0)

    def get(self, index: int) -> int:
        if index < 0 or index >= self.size:
            return -1
        curr = self.head
        for _ in range(index + 1):
            curr = curr.next
        return curr.val 

    def addAtHead(self, val: int) -> None:
        self.addAtIndex(0, val)

    def addAtTail(self, val: int) -> None:
        self.addAtIndex(self.size, val)

    def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
        if index > self.size:
            return
        if index < 0:
            index = 0
        self.size = self.size + 1
        pred = self.head
        for _ in range(index):
            pred = pred.next
        add = ListNode(val)
        add.next = pred.next
        pred.next = add

    def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
        if index > self.size:
            return
        self.size -= 1
        pred = self.head
        for _ in range(index):
            pred = pred.next
        pred.next = pred.next.next