leetCode707-设计链表【Java】

题目：

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。

代码实现：

public class LC707 {
    public static void main(String[] args) {
        MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
        linkedList.addAtHead(1);
        linkedList.addAtTail(3);
        linkedList.addAtIndex(1, 2);   //链表变为1-> 2-> 3
        System.out.println(linkedList);
        linkedList.get(1);
        linkedList.deleteAtIndex(1);
        linkedList.get(1);
    }
}

/**
 * 单链表
 */
class MyLinkedList {

    //链表存储的元素个数
    int size;

    //设置虚拟头结点
    ListNode virtualHead;

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        virtualHead = new ListNode(0);
    }

    //根据索引获取val
    public int get(int index) {
        //判断索引是否有效
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        //设置当前节点为虚拟头结点
        ListNode currentNode = virtualHead;

        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            //真实节点应该是虚拟头结点的下一个元素
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return currentNode.val;
    }

    //设置头结点的方法
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);

    }

    //将值为val 的节点追加到链表的最后一个元素。
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    // 将val添加到index之前的节点
    public void addAtIndex(int index, int val) {

        //判断index合法
        if (index > size) {
            return;
        }
        //如果index小于0
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        //证明index合法，需要插入一个元素
        size++;
        //定义一个当前节点的前一个节点
        ListNode beforeNode = virtualHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            //虚拟节点占了一个位置
            beforeNode = beforeNode.next;
        }
        ListNode node = new ListNode(val);
        //将前驱元素的下个元素和新增节点相连
        node.next = beforeNode.next;
        //将前驱元素和新增节点相连
        beforeNode.next = node;
    }

    //删除指定索引的元素
    public void deleteAtIndex(int index) {
        //判断索引有效
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        //索引合法，删除一个节点
        size--;
        //找到要删除的元素的前驱结点
        ListNode beforeNode = virtualHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            beforeNode = beforeNode.next;
        }
        beforeNode.next = beforeNode.next.next;
    }

}

class ListNode {

    //数据域
    int val;

    //指针域，指向下一个节点
    ListNode next;

    //构造函数
    public ListNode() {
    }

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

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

    @Override
    public String toString() {
        return "ListNode{" + "val=" + val + ", next->" + next + '}';
    }
}