目录

设计链表

描述

示例

提示

单链表：

 双链表：

设计链表

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

提示

• 所有val值都在 [1, 1000] 之内。
• 操作次数将在  [1, 1000] 之内。
• 请不要使用内置的 LinkedList 库。

单链表：

单链表的数据结构比较简单，只有值和指向下一个节点的指针。

在设计单链表的时候，为了让头节点的删除和插入和其他节点操作相同，我们引入了一个虚拟头节点，真正的数据节点从第二个节点开始。

class MyLinkedList {
    private MyListNode head;//虚拟头节点，该节点指向第一个数据节点
    private int len;//存储链表的长度信息

    public MyLinkedList() {
        head = new MyListNode();
        len = 0;
    }

    public int get(int index) {
        if (index<0||index>=len) return -1;

        MyListNode cur=head.next;//从第一个数据节点开始
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur=cur.next;
        }
        return cur.val;
    }

    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0,val);
    }

    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(len,val);
    }

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index>len) return;
        if (index<0) index=0;
        MyListNode pre=head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre=pre.next;
        }
        MyListNode node=new MyListNode(val);//创建新节点
        node.next=pre.next;//将当前节点插入到位置中
        pre.next=node;
        len++;//链表总长度+1
    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index<0||index>=len) return;//越界直接退出
        MyListNode pre=head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre=pre.next;
        }
        pre.next=pre.next.next;//删除节点
        len--;//链表总长度-1
    }
}

class MyListNode {
    public int val;
    public MyListNode next;

    public MyListNode() {
        val = 0;
        next = null;
    }

    public MyListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

 双链表：

双链表比单链表多了一个指针，指向前面一个节点，这会让删除和插入操作变得简便一些。

class MyLinkedList {
    private MyListNode head;
    private MyListNode tail;
    private int len;

    public MyLinkedList() {
        head=new MyListNode(0);
        tail=new MyListNode(0);
        head.next=tail;
        tail.pre=head;
        len=0;
    }

    public int get(int index) {
        if (index<0 ||index>=len) return -1;//越界直接返回-1

        MyListNode cur=head;
        if (index+1<len-index){//若元素在靠近头节点的地方，则从头开始遍历
            for (int i = 0; i < index+1; i++) cur=cur.next;
        }else{//若元素在靠近尾节点的地方，则从尾部开始遍历
            cur=tail;
            for (int i = 0; i < len-index; i++) cur=cur.pre;
        }
        return cur.val;
    }

    public void addAtHead(int val) {
        MyListNode pre=head,first=head.next;
        //添加数据到头部
        MyListNode node=new MyListNode(val);
        node.pre=pre;node.next=first;
        pre.next=node;first.pre=node;
        len++;
    }

    public void addAtTail(int val) {
        MyListNode last=tail,pre=tail.pre;
        //添加数据到尾部
        MyListNode node=new MyListNode(val);
        node.pre=pre;node.next=last;
        pre.next=node;last.pre=node;
        len++;
    }

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index>len) return;
        if (index<0) index=0;

        MyListNode pre,cur;
        if (index+1<len-index){//若元素在靠近头节点的地方，则从头开始遍历
            pre=head;
            for (int i = 0; i < index; i++) pre=pre.next;//遍历到需要插入的前一个位置
            cur=pre.next;//需要插入的节点位置
        }else{//若元素在靠近尾节点的地方，则从尾部开始遍历
            cur=tail;//需要插入的节点位置
            for (int i = 0; i < len-index; i++) cur=cur.pre;
            pre=cur.pre;//需要插入的前一个位置
        }

        MyListNode node=new MyListNode(val);
        node.pre=pre;node.next=cur;//将新节点插入到pre和cur之间
        pre.next=node;cur.pre=node;
        len++;
    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index<0 || index>=len) return;//越界直接返回
        
        MyListNode pre,cur;
        if (index+1<len-index){//若元素在靠近头节点的地方，则从头开始遍历
            pre=head;
            for (int i = 0; i < index; i++) pre=pre.next;//遍历到需要删除的前一个位置
            cur=pre.next.next;//删除节点的后一个节点
        }else{//若元素在靠近尾节点的地方，则从尾部开始遍历
            cur=tail;//需要删除的后一个节点
            for (int i = 0; i < len-index-1; i++) cur=cur.pre;
            pre=cur.pre.pre;//需要删除的前一个位置
        }
        pre.next=cur;//删除当前节点
        cur.pre=pre;
        len--;
    }
}

class MyListNode{
    public int val;//节点存储的值
    public MyListNode pre;//指向当前节点的前一个节点
    public MyListNode next;//指向当前节点的后一个节点

    public MyListNode(int val){
        this.val=val;
    }
}