1.題目

題目地址(707. 設計連結串列 - 力扣（LeetCode）)

https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/

題目描述

你可以選擇使用單連結串列或者雙連結串列，設計並實現自己的連結串列。

單連結串列中的節點應該具備兩個屬性：val 和 next 。val 是當前節點的值，next 是指向下一個節點的指標/引用。

如果是雙向連結串列，則還需要屬性 prev 以指示連結串列中的上一個節點。假設連結串列中的所有節點下標從 0 開始。

實現 MyLinkedList 類：

MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 物件。
int get(int index) 獲取連結串列中下標為 index 的節點的值。如果下標無效，則返回 -1 。
void addAtHead(int val) 將一個值為 val 的節點插入到連結串列中第一個元素之前。在插入完成後，新節點會成為連結串列的第一個節點。
void addAtTail(int val) 將一個值為 val 的節點追加到連結串列中作為連結串列的最後一個元素。
void addAtIndex(int index, int val) 將一個值為 val 的節點插入到連結串列中下標為 index 的節點之前。如果 index 等於連結串列的長度，那麼該節點會被追加到連結串列的末尾。如果 index 比長度更大，該節點將 不會插入 到連結串列中。
void deleteAtIndex(int index) 如果下標有效，則刪除連結串列中下標為 index 的節點。

示例：

輸入
["MyLinkedList", "addAtHead", "addAtTail", "addAtIndex", "get", "deleteAtIndex", "get"]
[[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
輸出
[null, null, null, null, 2, null, 3]

解釋
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addAtHead(1);
myLinkedList.addAtTail(3);
myLinkedList.addAtIndex(1, 2);    // 連結串列變為 1->2->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 2
myLinkedList.deleteAtIndex(1);    // 現在，連結串列變為 1->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 3

提示：

0 <= index, val <= 1000
請不要使用內建的 LinkedList 庫。
呼叫 get、addAtHead、addAtTail、addAtIndex 和 deleteAtIndex 的次數不超過 2000 。

2. 題解

2.1 單向連結串列

思路

對於從0開始的index, while(index--), 如果是 head開始就是 prev, 如果是 head->next開始就是 cur
瞭解一下ListNode定義

struct ListNode {
      int val;  //當前結點的值
      ListNode *next;  //指向下一個結點的指標
      ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}  //初始化當前結點值為x,指標為空
  };

注意這裡:
1.根據題意, addAtIndex中, 在新增時, 只是不處理大於size+1的所有index(size可以,因為剛好是末尾再加一個), 對於負數直接加在開頭的!!!
2.在deleteAtIndex中, 在新增時, 對於需要處理的index範圍是 0-size-1, 其餘超出範圍一律return不處理!

程式碼

語言支援：C++

C++ Code:


class MyLinkedList {
public:
    MyLinkedList() {
        this->size = 0;
        this->head = new ListNode(0);
    }
    
    int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size) return -1;
        ListNode *cur = head->next;
        while(index--){
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val); // 本來是 size - 1, 但是這裡往後加一個,所以是size
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > size) return;
        ListNode *prev = head;
        index = max(0, index); // 注意如果是負數, 並不是不加, 而是加在開頭
        
        while(index--){
            prev = prev->next;
        }

        ListNode *newNode = new ListNode(val), *cur = prev->next;
        prev->next = newNode;
        newNode->next = cur;
        size++; // 更新長度
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0 || index >= size) return;
        
        ListNode *prev = head;
        while(index--){
            prev = prev->next;
        }

        ListNode *cur = prev->next;
        prev->next = cur->next;
        size--; // 更新長度
        delete cur;
        
    }
private:
    int size;
    ListNode *head;
};

/**
 * 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);
 */

複雜度分析

令 n 為陣列長度。

時間複雜度：\(O(n)\)
空間複雜度：\(O(n)\)

TODO-力扣-707. 設計連結串列