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707. 设计链表https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/

1、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。

示例：

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、题解

题解1

单链表

class MyLinkedList {// 定义链表节点的内部类class ListNode {int val;       // 节点的值ListNode next; // 下一个节点的引用// 构造函数，用于初始化节点的值ListNode(int val) {this.val = val;}}private int size;     // 链表的大小private ListNode head; // 虚拟头节点，方便边界处理// 构造函数，初始化链表为空链表public MyLinkedList() {this.size = 0;              // 初始大小为0this.head = new ListNode(0); // 创建一个虚拟头节点，方便插入和删除操作}// 获取链表中指定索引位置的值，如果索引无效，返回-1public int get(int index) {// 如果索引小于0或者大于等于链表的大小，返回-1if(index < 0 || index >= size) {return -1;}// 从头节点开始遍历链表，找到指定索引的节点ListNode cur = head;for(int i = 0; i <= index; i++) {cur = cur.next;}// 返回找到节点的值return cur.val;}// 在链表头部添加一个新节点public void addAtHead(int val) {// 创建新节点ListNode newNode = new ListNode(val);// 新节点指向当前头节点的下一个节点newNode.next = head.next;// 头节点指向新节点head.next = newNode;size++; // 更新链表大小}// 在链表尾部添加一个新节点public void addAtTail(int val) {// 创建新节点ListNode newNode = new ListNode(val);ListNode cur = head;// 遍历到链表的最后一个节点while(cur.next != null) {cur = cur.next;}// 将最后一个节点的 next 指向新节点cur.next = newNode;size++; // 更新链表大小}// 在指定索引位置插入新节点public void addAtIndex(int index, int val) {// 如果索引小于0或大于链表的大小，插入失败if (index < 0 || index > size) {return;}// 创建新节点ListNode newNode = new ListNode(val);ListNode cur = head;// 遍历到指定索引位置for(int i = 0; i < index; i++) {cur = cur.next;}// 新节点的 next 指向 cur.nextnewNode.next = cur.next;// 当前节点的 next 指向新节点cur.next = newNode;size++; // 更新链表大小}// 删除指定索引位置的节点public void deleteAtIndex(int index) {// 如果索引无效，删除失败if (index < 0 || index >= size) {return;}ListNode cur = head;// 遍历到指定索引位置for(int i = 0; i < index; i++) {cur = cur.next;}// 删除指定位置的节点cur.next = cur.next.next;size--; // 更新链表大小}
}/*** 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);*/

题解2

双链表

class MyLinkedList {// 定义链表节点的内部类class ListNode {int val;         // 节点的值ListNode next;   // 下一个节点ListNode prev;   // 上一个节点// 构造函数，初始化节点的值ListNode(int val) {this.val = val;}}private int size;        // 链表的大小private ListNode head;   // 虚拟头节点private ListNode tail;   // 虚拟尾节点// 构造函数，初始化链表为空链表public MyLinkedList() {this.size = 0;this.head = new ListNode(0); // 创建虚拟头节点this.tail = new ListNode(0); // 创建虚拟尾节点this.head.next = tail; // 头节点的下一个是尾节点this.tail.prev = head; // 尾节点的前一个是头节点}// 获取链表中指定索引位置的节点的值public int get(int index) {// 如果索引无效，返回-1if (index < 0 || index >= size) {return -1;}ListNode cur = head; // 从头节点开始// 判断从头开始遍历还是从尾开始遍历，取决于索引的位置if (index >= size / 2) {// 如果索引大于链表的中间，逆向从尾部遍历cur = tail;for (int i = 0; i < size - index; i++) {cur = cur.prev;}} else {// 从头节点开始，正向遍历for (int i = 0; i <= index; i++) {cur = cur.next;}}// 返回节点的值return cur.val;}// 在链表头部添加一个节点public void addAtHead(int val) {addAtIndex(0, val); // 调用 addAtIndex 方法，在头部插入}// 在链表尾部添加一个节点public void addAtTail(int val) {addAtIndex(size, val); // 调用 addAtIndex 方法，在尾部插入}// 在指定索引位置插入一个节点public void addAtIndex(int index, int val) {// 如果索引无效，直接返回if (index < 0 || index > size) {return;}ListNode pre = head; // 从头节点开始遍历// 遍历到指定位置的前一个节点for (int i = 0; i < index; i++) {pre = pre.next;}// 创建新节点并插入ListNode newNode = new ListNode(val);newNode.next = pre.next;       // 新节点的 next 指向 pre 节点的 nextpre.next.prev = newNode;       // pre 节点的 next 的 prev 指向新节点newNode.prev = pre;            // 新节点的 prev 指向 prepre.next = newNode;            // pre 节点的 next 指向新节点size++; // 更新链表大小}// 删除指定索引位置的节点public void deleteAtIndex(int index) {// 如果索引无效，直接返回if (index < 0 || index >= size) {return;}ListNode pre = head; // 从头节点开始遍历// 遍历到指定位置的前一个节点for (int i = 0; i < index; i++) {pre = pre.next;}// 删除指定位置的节点pre.next.next.prev = pre;      // 删除节点后，更新下一个节点的 prev 指针pre.next = pre.next.next;      // 将 pre 节点的 next 指向下一个节点的下一个节点size--; // 更新链表大小}
}
/*** 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);*/