LeetCode 707. 设计链表(单链表、(非循环)双链表 模板)

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 getaddAtHeadaddAtTailaddAtIndex 和 deleteAtIndex 的次数不超过 2000 。

解题思路:

都在代码里

(什么时候加this什么时候不加? 感觉刷题的时候好像不用考虑权限修饰符和this)

代码如下:

单链表:

class ListNode { // 单链表结点定义
    int val;
    ListNode next;
    ListNode() {}
    ListNode(int val) {this.val = val;}
}

class MyLinkedList {

    int size; // size存储链表元素的个数
    ListNode head; // 虚拟头结点

    public MyLinkedList() { // 初始化链表
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
    }
    
    public int get(int index) { // 获取第index个结点的数值,index从0开始,第0个结点就是头结点
        if(index < 0 || index >= size) return -1;
        ListNode cur = head; // 新建一个结点指针,初始指向头结点
        for(int i = 0; i <= index; i++) { // index从0开始,第0个结点是头结点
            cur = cur.next; // 指针cur不断向后移动,直到指向了第index个结点
        }
        return cur.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) { // 先实现addAtIndex,头插就相当于在第0个结点前添加
        addAtIndex(0, val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) { // 先实现addAtIndex,尾插就相当于在第(size)个结点前添加
        addAtIndex(size, val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) { // 在第index个结点前插入一个新结点
        if(index > size) return;
        if(index < 0) index = 0;
        
        size++;

        ListNode pre = head; // 找到要插入结点的前驱结点
        for(int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        ListNode newNode = new ListNode(val); // 插入该结点
        newNode.next = pre.next;
        pre.next = newNode;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0 || index >= size) return ;
        size--;
        if(index == 0) {
            head = head.next;
            return;
        }
        ListNode pre = head;
        for(int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        pre.next = pre.next.next;
    }
}

/**
 * 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);
 */

双链表:
 

class ListNode { // 双链表结点定义
    int val;
    ListNode pre;
    ListNode next;
    ListNode() {}
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

class MyLinkedList {

    int size; // 双链表长度
    ListNode head; //设置一个头指针指向虚拟头结点
    ListNode tail; //设置一个尾指针指向最后一个结点

    public MyLinkedList() { // 初始化
        size = 0;

        head = new ListNode(0);
        tail = new ListNode(0);

        // 关键:初始时要把头尾结点先连起来,即对头结点和尾结点的指针进行初始化
        head.pre = null;
        head.next = tail;

        tail.pre = head;
        tail.next = null;
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size) return -1;
        ListNode cur = head;
        if(index >= size / 2) { // 判断从哪边开始遍历时间更短
            cur = tail; // 从尾结点开始往前
            for(int i = size - 1; i >= index; i--) {
                cur = cur.pre;
            }
        } else {
            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;
        if(index < 0) index = 0;
        
        size++;

        ListNode prePointer = head;
        for(int i = 0; i < index; i++) { //找到待插入结点的前一个结点
            prePointer = prePointer.next;
        }

        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = prePointer.next;
        prePointer.next.pre = newNode;
        newNode.pre = prePointer;
        prePointer.next = newNode;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0 || index >= size) return;
        
        size--;

        ListNode prePointer = head;
        for(int i = 0; i < index; i++) {
            prePointer = prePointer.next;
        }
        prePointer.next.next.pre = prePointer;
        prePointer.next = prePointer.next.next;
    }
}

/**
 * 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);
 */

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