同系列文章导读:【数据结构与算法】导读

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设计链表

  • 时间:2022-05-14
  • 题目序号:707
  • 难度:中等

问题描述

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。
来源:力扣(LeetCode)

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。

解题思路

如果对链表并不了解,可以先看链表详解【图文】
  • 需要设计的功能

    • get:获得指定索引处的结点值
    • addAtHead:可以调用addAtIndex(0, val)实现
    • addAtTail:可以调用addAtIndex(size, val)实现
    • addAtIndex:向指定位置添加结点
    • deleteAtIndex:删除指定位置的结点

链表部分在链表详解【图文】讲的已经非常详细了,就不做重复的题解了

代码实现

  • 代码实现部分用来虚拟头结点,在阅读完链表详解【图文】可以再看看下方使用虚拟头结点的方法
class MyLinkedList {

    int size;   // 长度
    LinkNode head;  // 虚拟头节点

    class LinkNode {
        int val;
        LinkNode next;
        public LinkNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    public MyLinkedList() {
        head = new LinkNode(0);     // 虚拟头结点
        size = 0;   // 长度为0
    }

    public int get(int index) {
        LinkNode node = head;   // 虚拟头结点
        if(index >= size || index < 0) {    // 要查找的索引越界
            return -1;
        }
        for(int i = 0; i <= index; i++) {   // 移动到索引的位置
            node = node.next;
        }
        return node.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++;
        //找到要插入节点的前驱
        LinkNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        LinkNode toAdd = new LinkNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        LinkNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

总结

  • 在设计算法时,可以先按一般情况写
  • 写完之后,在考虑特殊情况能否由一般情况完成,如果不能,再对特殊情况进行单独处理
  • 对链表还不了解的,请移步:链表详解【图文】一文
最后修改:2022 年 05 月 14 日
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