代码随想录算法训练营第三天 | LeetCode203.移除链表元素，LeetCode707.设计链表，LeetCode206.反转链表

链表理论基础

链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由数据域和指针域组成，最后一个节点的指针域指向null（空指针）。链表的入口节点称为头节点也就是head

链表的类型：单链表，双链表，循环链表

数组在内存中连续分布，但是链表在内存中不是连续分布的，链表通过指针域的指针链接在内存中各个节点。

链表的定义：

//单链表
struct ListNode{
	int val;
	ListNode *next;
	ListNode(int x):val(x),next(NULL){
	
	}
}

LeetCode203.移除链表元素

题目链接：203. 移除链表元素 - 力扣（LeetCode）

题目描述：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 。

本题有两种操作方式：

1. 直接使用原来的链表进行删除操作
2. 设置一个虚拟头节点再进行删除操作

如果使用法一，直接进行删除操作，需要判断头节点的值是否为val，如果是则需要单独处理，因为移除头节点和移除其他节点操作有差异

法一：直接使用原来的链表进行删除操作

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        //如果头节点值为val
        while(head!=NULL && head->val == val){ //如果不写head!=NULL 直接判断head->val == val会导致空指针异常
            ListNode *tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
        }

        //非头节点值为val
        ListNode *p = head;
        while( p!=nullptr && p->next!=nullptr){
            if(p->next->val == val){
                ListNode *tmp = p->next;
                p->next = p->next->next;
                delete tmp;
            }else{
                p = p->next;
            }
        }

        return head;
    }
};

法二：设置一个虚拟头节点再进行删除操作

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        //设置虚拟头节点，并指向head
        ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;

        ListNode *p = dummyHead;
        while(p!=nullptr && p->next!=nullptr){
            if(p->next->val == val){
                ListNode *tmp = p->next;
                p->next = p->next->next;
                delete tmp;
            }else{
                p=p->next;
            }
        }

        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};

LeetCode707.设计链表

题目链接：707. 设计链表 - 力扣（LeetCode）

题目描述：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。

class MyLinkedList {

public:

    struct LinkedNode{
        int val;
        LinkedNode *next;
        LinkedNode(int x):val(x), next(nullptr){

        }
    };

    MyLinkedList() {
        Head = new LinkedNode(0);
        size = 0;
    }
    
    int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            return -1;
        LinkedNode *p = Head;
        // while(index--){
        //     p=p->next;
        // }
        for(int i=0; i<=index; i++){
            p=p->next;
        }
        return p->val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {

        LinkedNode *newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = Head->next;
        Head->next = newNode;
        size++;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode *p = Head;
        LinkedNode *newNode = new LinkedNode(val);
        while( p!=nullptr && p->next!=nullptr){
            p=p->next;
        }
        p->next = newNode;
        
        size++;
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > size)
            return;
        if(index < 0)
            index = 0;
        
        LinkedNode *p = Head;
        LinkedNode *newNode = new LinkedNode(val);
        while(index--){
            p= p->next;
        }
        newNode->next=p->next;
        p->next = newNode;
        size++;
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        //index从0开始，所以他的下标应该是[0,size-1]
        if(index < 0 || index >=size)
            return;
        
        LinkedNode *p =Head;
        while(index--){
            p=p->next;
        }
        //index实际上从0开始，删除p实际上就是删除p->next;
        LinkedNode *tmp =p->next;
        p->next=p->next->next;
        delete tmp;
        size--;
    }
private:
    int size;
    LinkedNode *Head;
};

/**
 * 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);
 */

LeetCode206.反转链表

题目链接：206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）

题目描述：给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
/*
    使用双指针法直接调换顺序：
        定义一个p指针，指向head头节点，再定义一个pre指针，放在p的前面，指向空，将p指针指向pre就实现了反转链表
*/
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode *p = head;
        ListNode *pre = nullptr;
        ListNode *tmp; //用于临时保存p的下一个节点
        while(p!=nullptr){
            tmp=p->next;
            p->next = pre; //反转操作
            //更新pre和cur指针
            pre = p;
            p=tmp;
        }
        return pre;
    }
};