题目
题目来源leetcode
leetcode地址：707. 设计链表，难度：中等。
题目描述(摘自leetcode)：
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。
本地调试代码：
class MyLinkedList { public MyLinkedList() { } public int get(int index) { } public void addAtHead(int val) { } public void addAtTail(int val) { } public void addAtIndex(int index, int val) { } public void deleteAtIndex(int index) { } public static void main(String[] args) { MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList(); linkedList.addAtHead(1); printLinked(linkedList); linkedList.addAtTail(3); printLinked(linkedList); linkedList.addAtIndex(1,2); printLinked(linkedList); //链表变为1-> 2-> 3 System.out.println(linkedList.get(1)); //返回2 linkedList.deleteAtIndex(1); printLinked(linkedList); //现在链表是1-> 3 System.out.println(linkedList.get(1)); //返回3 } public static void printLinked(MyLinkedList linkedList){ ListNode node = linkedList.head; if(node == null){ return; } System.out.print("["); while(node!=null){ System.out.print(node.val); node = node.next; } System.out.print("]"); System.out.println(); } }
题解
写前注意点(2点)
①注意下面这句话，第 index 个节点之前添加值为 val 的节点实际上与后面等于链表的长度不冲突，只需要把等于条件放在前面即可。
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。
②注意点(坑点)：红框勾选的一个是获取，一个是删除，注意题目写的是获取或删除第index个节点，从字面上来看传入1，就是删除掉链表中的第一个元素，而实际上则是需要你删除或获取到索引为index的元素，传入1实际上是删除或获取索引为1的元素。
NO1：单向链表实现
思路：这里的话是单向链表实现，每个节点只有一个后置节点，特别的注意点就是我上面提到的两点，其他的我觉得没什么需要提的，主要看下面代码实现。
代码：
class MyLinkedList { private ListNode head;//头节点 private ListNode tail;//尾结点 private int size;//节点数量 class ListNode{ private int val; private ListNode next; public ListNode(int val,ListNode next) { this.val = val; this.next = next; } } public MyLinkedList() { this.head = null; this.tail = null; this.size = 0; } public int get(int index) { if(!checkExists(index)){ return -1; } ListNode cur = this.head; for (int i = 0; i < index; i++) { cur = cur.next; } return cur.val; } public void addAtHead(int val) { ListNode newHead = new ListNode(val, this.head); //更新尾结点 if(this.tail == null){ this.tail = newHead; } //更新头节点 this.head = newHead; this.size++; } public void addAtTail(int val) { ListNode newTail = new ListNode(val, null); //更新尾结点 this.tail = newTail; //处理无头节点情况 if(this.head == null){ this.head = newTail; }else{ //遍历到尾节点插入 ListNode cur = this.head; for (int i = 0; i < this.size-1; i++) { cur = cur.next; } cur.next = newTail; } this.size++; } public void addAtIndex(int index, int val) { //情况1：index>size，不插入节点 if(index > this.size){ return; } //情况2：index<0，在头部插入节点（包含index=0情况） if(index <= 0){ this.addAtHead(val); return; } //情况3：index=size，添加到链表末尾 if(index == this.size){ this.addAtTail(val); return; } //最终情况：在指定index位置前插入 ListNode newNode = new ListNode(val, null); ListNode pre = this.head; //当前数量>1，index>1情况，找到前置节点 for (int i = 1; i < index; i++) { pre = pre.next; } //插入节点操作 newNode.next = pre.next; pre.next = newNode; this.size++; } public void deleteAtIndex(int index) { if(!checkExists(index)){ return; } //情况1：index=0情况 if(index == 0){ this.head = this.head.next; if(size == 1){ this.tail = null; //若是当前数量也为1，尾节点也要删除 } this.size--; return; } //定位到要删除的指定节点前一个 ListNode cur = head; for (int i = 1; i < index; i++) { cur = cur.next; } //判断是否是尾节点，是的话更新尾节点 if(cur.next == this.tail){ this.tail = cur; }else{ //删除指定节点 cur.next = cur.next.next; } this.size--; } //检查当前链表索引是否存在 public boolean checkExists(int index){ if(index < 0 || index >= size){ return false; } return true; } }
NO2：双向链表实现
案例参考leetcode题解的某个评论：我是理解了jdk-8 LinkedList源码写出来的 有不对的地方，希望指正
使用双向链表的话其实就更加轻松一点，并且在本案例中对于方法重用的设计也更加巧妙！
思路：主要每个节点就是设置了一个前置节点和一个后置节点，相对于前面的单向链表多了一个前置节点。
代码：
class MyLinkedList { private class Node{ public int val; public Node next; public Node prev; Node(int val){ this.val = val; } Node(Node prev,int val,Node next){ this.prev = prev; this.val = val; this.next = next; } } //头节点 private Node first; //尾结点 private Node last; //链表长度 private int size; public MyLinkedList() { this.first = null; this.last = null; this.size = 0; } public boolean checkIndex(int index){ if(index<0 || index>=size){ return false; } return true; } public int get(int index) { if(!checkIndex(index)){ return -1; } if(index == 0){ return this.first.val; }else if(index == this.size-1){ return this.last.val; }else{ return indexOf(index).val; } } private Node indexOf(int index) { //判断当前索引在链表中的大致位置，若是在左边优先从头节点遍历 if(index < size>>1 ){ Node cur = this.first; for (int i = 0; i < index; i++) { cur = cur.next; } return cur; }else{//从后向前遍历 Node cur = this.last; for (int i = 1 ;i< this.size-index; i++) { cur = cur.prev; } return cur; } } public void addAtHead(int val) { //记录保存一下当前的第一个节点 Node f = this.first; Node newNode = new Node(null, val, f); this.first = newNode;//更新一下头节点 //如果原本第一个节点为null，说明原本链表为空，此时尾结点也肯定为空 if(f == null){ this.last = newNode; }else{ f.prev = newNode;//原本的前置节点进行更新 } this.size++; } public void addAtTail(int val) { //记录保存一下当前的尾节点 Node l = this.last; Node newNode = new Node(l, val, null); this.last = newNode;//更新一下尾节点 if(l == null){ this.first = newNode; }else{ l.next = newNode;//更新一下当前头节点 } this.size++; } public void addAtIndex(int index, int val) { if(index == 0){ this.addAtHead(val); }else if(index == this.size){ this.addAtTail(val); }else if(index>this.size){ return; }else{ //此时index是在当前链表必存在的情况 add(index,val); } } public void add(int index, int val) { Node cur = indexOf(index); Node preNode = cur.prev; Node newNode = new Node(preNode, val, cur); //更新索引为index节点的后置节点为新节点 preNode.next = newNode; cur.prev = newNode; this.size++; } public void deleteAtIndex(int index) { if(!checkIndex(index)){ return; } //当前节点数量=1情况 if(this.size == 1){ this.size--; this.first = null; this.last = null; return; } //当前节点数量>1情况：找到指定要删除的节点 Node delNode = indexOf(index); //删除节点为头节点情况 if(index == 0){ this.first = delNode.next; this.first.prev = null; }else if(index == this.size-1){//为尾结点情况 this.last = this.last.prev; this.last.next = null; }else{ //中间情况，前后节点都要进行更新 delNode.prev.next = delNode.next; delNode.next.prev = delNode.prev; } this.size--; } }
