leetcode【链表—中等】707.设计链表

简介: leetcode【链表—中等】707.设计链表

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--;
    }
}




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