算法第十一天：leetcode707.设计链表

一、设计链表的题目描述与链接

    707.设计链表的链接如下表所示，您可直接复制下面网址进入力扣学习，在观看下面的内容之前一定要先做一遍哦，这样才能印象深刻！

https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/

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。

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 。

二、Java版

    设计链表该题可用单链表的思想去做，示例代码如下代码块所示：

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(){}
    ListNode(int val){
        this.val=val;
    }
}

class MyLinkedList {
    int size;
    
    ListNode head; //虚拟头节点
    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size=0;
        head=new ListNode(0);
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index<0||index>=size){
            return -1;
        }
        ListNode currentNode=head;
        for(int i=0;i<=index;i++){
            currentNode=currentNode.next;
        }
        return currentNode.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index>size){
            return;
        }
        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;
    }
    
    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;
    }
}

三、设计链表的具体思路

1. 定义虚拟头节点head，存储链表元素的个数size，然后初始化链表；
2. 获取第Index个节点的数值，注意Index是从0开始的，第0个节点就是头节点。如果Index非法，则返回-1；
3. 对addAtIndex函数进行解析，​​​​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；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；index 大于链表的长度，则返回空。

   最后，感谢各位读者的阅读与支持，您的支持是我前进的动力！我希望我的博文能够带给您有用的算法知识和启发。希望本题对大家有帮助，谢谢各位读者的支持！！！