算法练习DAY3 203.移除链表元素 206.反转链表 707.设计链表

203.移除链表元素
题目：给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例 1：
输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例 2：
输入：head = [], val = 1
输出：[]

示例 3：
输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

链表定义：

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

本题其实就是遍历链表，移除目标元素，有几个细节需要注意：
1、head = null
2、head.val = val;
在写程序的时候不要漏掉这些情况

第一种：不使用虚拟节点
1、1判断首节点

//首先考虑head=null 如果为空就可以直接返回
if(head == null){
    return head;
 }
 //判断head.val 是否等于 val
 while (head.val == val){
     head = head.next;
 }
 if(head == null){
     return head;
 }

显然这么考虑过于繁琐
改进：

while (head != null && head.val == val){ //这个时候已经确定head.val不会是目标值
   head = head.next;
}
if(head == null){
    return head;
}

1、2去除val值
这种写法会导致无法在 最后一个节点是val值 的情况下去除他 而且很繁琐

while (cur.next != null){
	   if(cur.val == val){
	       cur = cur.next;
	   }else {
	       pre.next = cur;
	       pre = pre.next;
	       cur = cur.next;
	   }
        }//这种写法会导致无法在 最后一个节点是val值 的情况下去除他 而且很繁琐

卡哥：
思路：pre当成一个跳转节点
head开始的这条链表本身还在 我们要做的只是用cur这个引用去遍历链条
如果遍历到!=val 就让pre跟着cur走
如果==val 就跳过这个元素 (因为cur比pre快一个节点)

ListNode cur = head.next; //用于遍历的节点 
ListNode pre = head; //感情的自然流露 需要一个节点
while (cur != null){
    if(cur.val == val){
        pre.next = cur.next;
    }else{
        pre = cur;
    }
    cur = cur.next;
}

完整代码

public static ListNode removeElements1(ListNode head, int val) {
        while (head != null && head.val == val) {
            head = head.next;
        }
        // 已经为null，提前退出
        if (head == null) {
            return head;
        }
        // 已确定当前head.val != val
        ListNode pre = head;
        ListNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                pre.next = cur.next;
            } else {
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return head;
    }

第二种：使用虚拟节点 这样头节点就不需要特殊处理

    /**
     * 使用虚拟节点
     */
    public static ListNode removeElements2(ListNode head, int val) {
        if(head == null){
            return head;
        }

        ListNode dummy = new ListNode(-1,head);
        // 因为删除可能涉及到头节点，所以设置dummy节点，统一操作
        ListNode cur = dummy.next;
        ListNode pre = dummy;
        while (cur != null){
            if(cur.val == val){
                pre.next = cur.next;
            }else{
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return dummy.next;
    }

206.反转链表

2、1双指针法

/**
     *双指针法
     * 核心思想：改变链表的指向
     */
    public static ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode cur = head;
        ListNode pre = null;
        ListNode temp = null;
        while (cur != null) {
            temp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }

2、2递归法

public static ListNode reverseListD(ListNode head){
       return reverse(head,null);
    }
    public static ListNode reverse(ListNode cur,ListNode pre){
        if(cur == null){
            return pre;
        }
        ListNode temp = cur.next;
        cur.next = pre;
        // 更新prev、cur位置
        // prev = cur;
        // cur = temp;
        return reverse(temp,cur);
    }

707.设计链表
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

3、1单向链表
关于获取指定节点的函数

public int get(int index) { //获取指定下标的节点
        //首先要考虑该节点是否存在
        if(index < 0 || index > size){
            return -1;
        }
        
        ListNode temp = head;
        for (int i = 0; i <= index ; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        return temp.val;
        /*for (int i = 0; i < index ; i++) {
            int j = arr[i];
        }
        对于数组 上述写法最后的得到arr[index - 1];
        单链表获得其实是当前i+1 最后也就是index+1
        因为最前面有一个虚拟节点占着位置 所以需要index+1
        */
    }

3、2双向链表(与单链表基本一致)