第二章链表_707.设计链表-Toy模板网

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707.设计链表

一、题目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。

二、问题

1. 头结点和虚拟头结点的关系？

头结点是链表的第一个节点，是位置为 0 的节点。
虚拟头结点是为了方便操作链表而新添加的节点，初始化为 new ListNode(0)。刚开始，虚拟头结点的下一个节点是头结点。

2. 链表的元素个数是多少？

链表的元素个数是 size + 1，size 是链表中有效元素的个数，1 是虚拟头结点。

3. 链表的位置是从几开始的？

链表的位置是从 0 开始的，位置为 0 的节点是头结点。有效的链表元素的位置是从 0 ~ size-1。

三、需要注意的地方

1. 插入删除节点需要有返回吗？

插入、删除不需要有返回。执行完对应的操作就可以了。最终链表是通过 head 虚拟头结点来获取的。

2. size 的变化

插入或删除节点，别忘了修改 size文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-487433.html

四、代码

/**
 * <p>Title: 设计列表</p>
 * <p>Description: </p>
 *
 * @author su.gd
 * @date 2023-06-17
 */
public class MyLinkedList {
    // 链表的大小
    int size;
    // 虚拟头结点
    ListNode head;

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        // 虚拟头结点初始化的值是 0
        head = new ListNode(0);
    }

    /**
     * 查询第 i 个位置的节点
     * 查找的节点的位置是在 0 - size-1
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = head;
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }

    /**
     * 在 index 的位置前插入节点
     * 插入的节点的位置是 index，所以需要找到 index 之前的那个位置
     * 如果 index < 0，就插在 0 的位置；
     * 如果 index = size，就插在最后一个节点之后
     * 如果 index > size，不能插入
     *
     * @param index
     * @param val
     */
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) {
            return;
        }
        index = Math.max(0, index);
        ListNode pre = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        // 要插入的新节点
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = pre.next;
        pre.next = newNode;
        size++;
    }

    /**
     * 在头节点之前插入节点
     *
     * @param val
     */
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    /**
     * 在尾节点之后插入节点
     *
     * @param val
     */
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    /**
     * 删除 index 位置的节点
     * 需要找到 index 的前一个位置
     * 如果 index >= size 或 index < 0, 不需要删除
     * 如果 index = 0，就删除头结点
     *
     * @param index
     */
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        ListNode pre = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        pre.next = pre.next.next;
        size--;
    }

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