203.移除链表元素

leetcode题目：https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/

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 。

示例：

示例一：
输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]
示例二：
输入：head = [], val = 1
输出：[]

题目解读过程：

该题主要是考察移除链表中的节点，只需要把前一个节点的指针指向被移除节点的后一个就可以，但是头节点没有前一个节点所以需要额外单独处理，这里可以通过设置虚拟头节点的方式，来保持操作的一致性。

Python代码：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def removeElements(self, head: Optional[ListNode], val: int) -> Optional[ListNode]:
        dummy_head = ListNode(next=head) # 设置虚拟头节点,next指向head
        # cur虚拟节点用于遍历链表
        # 因为移除节点需要前一个节点,考虑到head就可能满足条件,这里等于虚拟头节点
        cur = dummy_head 
        
        while(cur.next != None):
            if(cur.next.val == val):
                cur.next = cur.next.next
            else:
                 cur = cur.next
        return dummy_head.next

707.设计链表

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

题目描述：
设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：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。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。
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。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。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。

示例：

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

题目解读过程：

该题主要是考察对链表的理解，统一采用虚拟头节点来进行操作。

Python代码：

class Node:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

class MyLinkedList:

    def __init__(self):
        self.dummy_head = Node() # 设置虚拟头节点
        self.size = 0 # 链表长度,默认为0

    def get(self, index: int) -> int:
        if index < 0 or index >= self.size: # index合法性教研
            return -1
        
        cur = self.dummy_head.next # 定义虚拟指针用于遍历,因为链表所有节点都是0-index的,所以赋值为虚拟头节点的next
        
        while(index): # 移动虚拟节点
            cur = cur.next
            index -= 1
        
        return cur.val


    def addAtHead(self, val: int) -> None:
        new_node = Node(val=val, next=self.dummy_head.next)
        self.dummy_head.next = new_node
        self.size += 1

    def addAtTail(self, val: int) -> None:
        cur = self.dummy_head
        
        while(cur.next != None):
            cur = cur.next
        
        new_node = Node(val=val)
        cur.next = new_node

        self.size += 1

    def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
        if index < 0:
            self.addAtHead(val)
            return
        elif index == self.size:
            self.addAtTail(val)
            return
        elif index > self.size:
            return

        new_node = Node(val=val)
        cur = self.dummy_head

        while(index != 0):
            cur = cur.next
            index -= 1

        new_node.next = cur.next
        cur.next = new_node    

        self.size += 1

    def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
        if index < 0 or index >= self.size:
            return

        cur = self.dummy_head

        while(index != 0):
            cur = cur.next
            index -= 1
        
        cur.next = cur.next.next

        self.size -= 1



# Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
# obj = MyLinkedList()
# param_1 = obj.get(index)
# obj.addAtHead(val)
# obj.addAtTail(val)
# obj.addAtIndex(index,val)
# obj.deleteAtIndex(index)

206.反转链表

leetcode题目：https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/description/

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。

示例：

示例一：
输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]
示例二：
输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

题目解读过程：

反转链表的过程，就是修改节点指针指向的一个过程，但是基于链表的特性，修改链表指向后，后面的链都断了无法获取到后续的节点了，所以需要通过一个临时节点在修改指向之前，保存后面的链。
解题思路有两种：1.双指针 2.递归（基于双指针更容易理解）

Python代码：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        cur = head 
        pre = None 

    	while(cur != None):
            temp = cur.next # 在反转之前保存后面的链
        	cur.next = pre # 反转操作
        	pre = cur
            cur = temp # 移动双指针
	return pre

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        def reverse(cur, pre):
            if(cur == None):
                return pre

            temp = cur.next
            cur.next = pre
            return reverse(temp, cur)
        
        return reverse(head, None)