707. 设计链表(中等)

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1，问题描述

707. 设计链表

难度：中等

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：

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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 。

2，初步思考

​ 感觉没什么难度，主要是边界条件需要注意一下，我直接使用的是单向链表处理

3，代码处理

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class MyLinkedList {

    private ListNode head = new ListNode();// 虚拟头节点
    private int size = 0;

    public MyLinkedList() {
    }

    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) return -1;
        int counter = 0;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if (counter == index + 1) {
                return cur.val;
            }
            cur = cur.next;
            counter++;
        }
        return -1;
    }

    public void addAtHead(int val) {
        size++;
        ListNode node = new ListNode(val);
        node.next = head.next;
        head.next = node;
    }

    public void addAtTail(int val) {
        size++;
        ListNode cur = head;
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = new ListNode(val);
    }

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index < 0 || index > size) return;
        ListNode node = new ListNode(val);
        size++;
        ListNode cur = head;
        int counter = 0;
        while (cur != null) {
            if (counter == index) {
                node.next = cur.next;
                cur.next = node;
                return;
            }
            counter++;
            cur = cur.next;
        }
    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (size == 0 || index < 0 || index >= size) return;
        size--;
        ListNode cur = head;
        int counter = 0;
        while (cur != null) {
            if (counter == index) {
                cur.next = cur.next.next;
                return;
            }
            counter++;
            cur = cur.next;
        }
    }
}

class ListNode {
    public int val;
    public ListNode next;

    public ListNode() {
    }

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

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

    public static ListNode create(int[] nums){
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return null;
        }
        ListNode head = new ListNode(nums[0]);
        ListNode cur = head;
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            cur.next = new ListNode(nums[i]);
            cur = cur.next;
        }
        return head;
    }
}

4，官方题解

方法一：单向链表

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class MyLinkedList {
    int size;
    ListNode head;

    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
    }

    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;
    }

    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;
        }
        index = Math.max(0, index);
        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--;
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

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

方法二：双向链表

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class MyLinkedList {
    int size;
    ListNode head;
    ListNode tail;

    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
        tail = new ListNode(0);
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }

    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode curr;
        if (index + 1 < size - index) {
            curr = head;
            for (int i = 0; i <= index; i++) {
                curr = curr.next;
            }
        } else {
            curr = tail;
            for (int i = 0; i < size - index; i++) {
                curr = curr.prev;
            }
        }
        return curr.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;
        }
        index = Math.max(0, index);
        ListNode pred, succ;
        if (index < size - index) {
            pred = head;
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                pred = pred.next;
            }
            succ = pred.next;
        } else {
            succ = tail;
            for (int i = 0; i < size - index; i++) {
                succ = succ.prev;
            }
            pred = succ.prev;
        }
        size++;
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.prev = pred;
        toAdd.next = succ;
        pred.next = toAdd;
        succ.prev = toAdd;
    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        ListNode pred, succ;
        if (index < size - index) {
            pred = head;
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                pred = pred.next;
            }
            succ = pred.next.next;
        } else {
            succ = tail;
            for (int i = 0; i < size - index - 1; i++) {
                succ = succ.prev;
            }
            pred = succ.prev.prev;
        }
        size--;
        pred.next = succ;
        succ.prev = pred;
    }
}

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode prev;

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