链表part01:203.移除链表元素, 707.设计链表，206.反转链表

前言

常用链表操作复习

203. 移除链表元素

题目链接：https://leetcode.cn/problems/binary-search/
给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例：

• 顺序遍历即可，遍历的时候保存前指针以及后指针，
• 在单链表中移除头结点 和 移除其他节点的操作方式是不一样，需要单独写一段逻辑来处理移除头结点的情况。
• 可以设置一个虚拟头结点，这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。代码如下：
• 时间复杂度: O(n)
• 空间复杂度: O(1)

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if(head == null) {
            return head;
        }
        ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
        ListNode pre = dummy;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            if(cur.val == val) {
                pre.next = cur.next;
            }else {
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return dummy.next;
    }
}

---

707. 设计链表

题目链接：https://leetcode.cn/problems/remove-element/
题意：
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。

//单链表
class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(){}
    ListNode(int val) {
        this.val=val;
    }
}
class MyLinkedList {
    //size存储链表元素的个数
    int size;
    //虚拟头结点
    ListNode head;

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
    }

    //获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    public int get(int index) {
        //如果index非法，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode currentNode = head;
        //包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点
        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，等价于在第0个元素前添加
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    //在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为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++;
        //找到要插入节点的前驱
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }

    //删除第index个节点
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        if (index == 0) {
            head = head.next;
	    return;
        }
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index ; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

206.翻转链表

题意：反转一个单链表。
示例: 输入: 1->2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL

首先定义一个cur指针，指向头结点，再定义一个pre指针，初始化为null。
然后就要开始反转了，首先要把 cur->next 节点用tmp指针保存一下，也就是保存一下这个节点。
为什么要保存一下这个节点呢，因为接下来要改变 cur->next 的指向了，将cur->next 指向pre ，此时已经反转了第一个节点了。
接下来，就是循环走，继续移动pre和cur指针。
最后，cur 指针已经指向了null，循环结束，链表也反转完毕了。 此时return pre指针就可以了，pre指针就指向了新的头结点。

// 双指针法
//时间复杂度: O(n)
//空间复杂度: O(1)
public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            ListNode temp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }

递归法相对抽象一些，但是其实和双指针法是一样的逻辑，同样是当cur为空的时候循环结束，不断将cur指向pre的过程。
关键是初始化的地方，双指针法中初始化 cur = head，pre = NULL，在递归法中可以从如下代码看出初始化的逻辑也是一样的。

// 递归法
//时间复杂度: O(n), 要递归处理链表的每个节点
//空间复杂度: O(n), 递归调用了 n 层栈空间
public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            ListNode temp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }