数据结构与算法（设计链表）

原题

707. 设计链表 - 力扣（LeetCode）

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

解答

class MyLinkedList {
    class ListNode{//定义结点
        int val;
        ListNode next;

        public ListNode(int val){//默认结点的next为null
            this.val=val;
        }
    }

    private int size;//链表长度
    private ListNode head;//这是链表的虚拟头节点，链表真实的值在head.next

    public MyLinkedList() {
        this.size=0;//链表初始长度0
        this.head=new ListNode(0);//创建虚拟头节点
    }
    
    public int get(int index) {
        ListNode current=head;
        int count=0;
//因为链表的下标从0开始，所以范围和数组一样
        if(index<0 || index>size-1){
            return -1;
        }
        while(count!=index){
            current=current.next;
            count++;
        }
//因为有虚拟结点，所以当循环结束的时候current等于目标结点的前一个结点
//如果没有虚拟结点，当循环结束的时候就是目标结点
        return current.next.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        ListNode insert=new ListNode(val);
        insert.next=head.next;
        head.next=insert;
        size++;
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        ListNode current=head;
        ListNode insert=new ListNode(val);
        while(current.next!=null){
            current=current.next;
        }
        current.next=insert;
        size++;
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index<0 || index>size){
            return;
        }
//当index等于size，就插入链表最后
        if(index<=size){
            ListNode current=head;
            ListNode insert=new ListNode(val);
            int count=0;
            while(count!=index){
                current=current.next;
                count++;
            }
            insert.next=current.next;
            current.next=insert;
            size++;
        }
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index>=0 && index<=size-1){//index处于合理范围时
            int count=0;
            ListNode current=head;
            while(count!=index){
                current=current.next;
                count++;
            }
            current.next=current.next.next;
            size--;
        }
    }
}

/**
 * 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);
 */