Leetcode 707.设计链表

题目要求

  • 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 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 1：
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

提交

带虚拟头结点的单链表

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

    //链表长度
    private int size;
    //虚拟头结点
    private ListNode head;

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        this.head = new ListNode(0);
    }
    
    public int get(int index) {
        //如果index非法，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = head;
        while(index>=0){
            cur = cur.next;
            index--;
        }
        return cur.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        ListNode newnode = new ListNode(val);
        //注意先后顺序
        newnode.next = head.next;
        head.next = newnode;
        size++;
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        ListNode newnode = new ListNode(val);
        ListNode cur = head;
        while(cur.next != null){
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = newnode;
        size++;
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index < 0 || index > size){
            return;
        }
        ListNode newnode = new ListNode(val);
        //pre代表要插入位置的前一个结点
        ListNode pre = head;
        int i = 0;
        while(i < index){
            pre = pre.next;
            i++;
        }
        newnode.next = pre.next;
        pre.next = newnode;
        size++;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0 || index >= size){
            return;
        }
        //pre代表要删除位置的前一个结点
        ListNode pre = head;
        int i = 0;
        while(i < index){
            pre = pre.next;
            i++;
        }
        pre.next = pre.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);
 */

带虚拟头结点的双链表

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

    //记录链表中元素的数量
    private int size;
    //记录链表的虚拟头结点和尾结点
    private ListNode head, tail;
    
    public MyLinkedList() {
        //初始化操作
        this.size = 0;
        this.head = new ListNode(0);
        this.tail = new ListNode(0);
        //这一步非常关键，否则在加入头结点的操作中会出现null.next的错误！！！
        this.head.next = tail;
        this.tail.prev = head;
    }
    
    public int get(int index) {
        //判断index是否有效
        if(index < 0 || index >= size){
            return -1;
        }
        ListNode cur = head;
        //判断是哪一边遍历时间更短
        if(index >= size / 2){
            //tail开始
            cur = tail;
            for(int i = 0; i < size - index; i++){
                cur = cur.prev;
            }
        }else{
            for(int i = 0; i <= index; i++){
                cur = cur.next; 
            }
        }
        return cur.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        //等价于在第0个元素前添加
        addAtIndex(0, val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        //等价于在最后一个元素(null)前添加
        addAtIndex(size, val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        //判断index是否有效
        if(index < 0 || index > size){
            return;
        }

        //找到前驱
        ListNode pre = head;
        for(int i = 0; i < index; i++){
            pre = pre.next;
        }
        //新建结点
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = pre.next;
        pre.next.prev = newNode;
        newNode.prev = pre;
        pre.next = newNode;
        size++;
        
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        //判断index是否有效
        if(index < 0 || index >= size){
            return;
        }

        //删除操作
        ListNode pre = head;
        for(int i = 0; i < index; i++){
            pre = pre.next;
        }
        pre.next.next.prev = pre;
        pre.next = pre.next.next;
        size--;
    }