Java设计一个单链表

关于链表

• 单链表的结点结构
  
  data 域用来存放数据元素，next 域用来存放指向下一个结点的引用字段。

• 单链表
  

• Java 单链表结点定义

public class ListNode {
  int val;
  ListNode next;
  ListNode(int x) { val = x; }
}

• 与数组相比
  如果经常添加或删除结点，选择链表
  如果经常按索引访问元素，选择数组

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设计链表

要求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。（1）如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。（2）如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。（3）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。

public class ListNode {
  int val;
  ListNode next;
  ListNode(int x) { val = x; }
}

class MyLinkedList {
  int size;
  // 哨兵节点作伪头
  ListNode head;
  public MyLinkedList() {
    size = 0;
    head = new ListNode(0);
  }
  
  /** 获取链表中第 index 个节点的值 */
  public int get(int index) {
  	// 判断 index 值是否有效
    if (index < 0 || index >= size)
    	return -1;
    // 遍历找到第 index 个结点
    ListNode curr = head;
    for(int i = 0; i < index + 1; ++i)
    	curr = curr.next;
    return curr.val;
  }
  
  /** 在头部增加一个值为 val 的结点 */
  public void addAtHead(int val) {
    addAtIndex(0, val);
  }
  
  /** 在尾部增加一个值为 val 的结点 */
  public void addAtTail(int val) {
    addAtIndex(size, val);
  }
  
  /** 在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val  的节点 */
  public void addAtIndex(int index, int val) {
  	// index大于链表长度，不插入
    if (index > size)
    	return;
    // index小于 0，在头部插入
    if (index < 0)
    	index = 0;
    ++size;
    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;
  }

  /** 删除链表中的第 index 个节点 */
  public void deleteAtIndex(int index) {
  	// 判断 index 值是否有效
    if (index < 0 || index >= size)
    	return;
    size--;	// 
    ListNode pred = head;
    for(int i = 0; i < index; ++i)
    	pred = pred.next;
    pred.next = pred.next.next;
  }
}

数据测试

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

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点此 了解哨兵节点

来源：力扣（LeetCode）