[LeetCode] 链表I — 704#设计链表 | 203#移除链表元素 | 206#反转链表 | 递归法

基础知识

适用于数据量不固定，频繁增删，较少查询

一种通过指针串联在一起的线性结构

每一个节点由两部分组成：数据域和指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向NULL（空指针）

单链表：

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

双链表：每一个节点有两个指针域，一个指向下一个节点，一个指向上一个节点

循环链表：首尾相连，可以用来解决约瑟夫环问题

设计链表

707# 设计链表

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。

示例：

输入
["MyLinkedList", "addAtHead", "addAtTail", "addAtIndex", "get", "deleteAtIndex", "get"]
[[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
输出
[null, null, null, null, 2, null, 3]

解释
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addAtHead(1);
myLinkedList.addAtTail(3);
myLinkedList.addAtIndex(1, 2);    // 链表变为 1->2->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 2
myLinkedList.deleteAtIndex(1);    // 现在，链表变为 1->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 3

提示：

• 0 <= index, val <= 1000
• 请不要使用内置的 LinkedList 库。
• 调用 get、addAtHead、addAtTail、addAtIndex 和 deleteAtIndex 的次数不超过 2000 。

定义size成员变量，便于处理

单链表

// 单链表
// 5ms; 25.44MB
// 所有函数的单次调用空间复杂度均为 O(1)，总体空间复杂度为 O(n)
class MyLinkedList {
   
private:
    int _size;
    ListNode* _dummyHead; // 虚拟头结点

public:
    // O(1)
    MyLinkedList() {
   
        _size = 0;
        _dummyHead = new ListNode(0);
    }
    
    // O(index)
    int get(int index) {
   
        if (index < 0 || index >= _size) return -1;

        ListNode* cur = _dummyHead->next;
        while (index--) {
   
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }
    
    // O(1)
    void addAtHead(int val) {
   
        ListNode* newNode = new ListNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }
    
    // O(n)
    void addAtTail