代码随想录18--设计链表力扣707--刷题笔记

设计链表（力扣 707）

• 你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

• 单链表中的节点应该具备两个属性：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。

• 如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

• 实现 MyLinkedList 类：

• MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。

• int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。

• void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。

• void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。

• void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。

• void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

示例：

• 输入
• [“MyLinkedList”, “addAtHead”, “addAtTail”, “addAtIndex”, “get”, “deleteAtIndex”, “get”]
• [[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
• 输出
• [null, null, null, null, 2, null, 3]

解释

• MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
• myLinkedList.addAtHead(1);
• myLinkedList.addAtTail(3);
• myLinkedList.addAtIndex(1, 2); // 链表变为 1->2->3
• myLinkedList.get(1); // 返回 2
• myLinkedList.deleteAtIndex(1); // 现在，链表变为 1->3
• myLinkedList.get(1); // 返回 3

提示：

• 0 <= index, val <= 1000
• 请不要使用内置的 LinkedList 库。
• 调用 get、addAtHead、addAtTail、addAtIndex 和 deleteAtIndex 的次数不超过 2000 。

代码

/*链表结构：一个存数据，一个存下一个节点的指针*/
typedef struct node_t{
    int val;
    struct node_t*next;
} MyLinkedList;

/*初始化链表，设置一个虚拟头结点，将其next指针置为NULL*/
MyLinkedList* myLinkedListCreate() {
    MyLinkedList * head = malloc(sizeof(MyLinkedList));
    if(head == NULL){
        fprintf(stderr,"init link list is wrong!\n");
        return NULL;
    }
    head->next = NULL;
    return head;
}

/*
    获取index元素的值：
        1. p保存头指针的下一个节点，i从0开始。
        2. 如果index < 0则直接返回-1。
        3. 遍历p，p不为NULL且i < loc。
        4. 判断是否超过了链表范围（p == NULL）或者不存在（i > index），返回-1。
*/
int myLinkedListGet(MyLinkedList* obj, int index) {
    int i = 0;
    MyLinkedList *p = obj->next;
    if(index < 0){
        return -1;
    }
    while(p && i < index){
        i++;
        p = p->next;
    }
    while(!p || i >index){
        return -1;
    }
    return p->val;
}
/*头部插入元素，只需要将新增链表元素调价到虚拟头部节点之后即可*/
void myLinkedListAddAtHead(MyLinkedList* obj, int val) {
    MyLinkedList *p = malloc(sizeof(MyLinkedList));
    p->val = val;
    p->next = obj->next;
    obj->next = p;
}
/*尾部插入元素：需要遍历到最后一个不为NULL节点处，在将元素拼接到其尾部*/
void myLinkedListAddAtTail(MyLinkedList* obj, int val) {
    MyLinkedList *p = obj;
    MyLinkedList *q = NULL;
    while(p->next){
        p = p->next;
    }
    q = malloc(sizeof(MyLinkedList));
    q->val = val;
    q->next = p->next;
    p->next = q;
}
/*添加元素*/
void myLinkedListAddAtIndex(MyLinkedList* obj, int index, int val) {
    int i = 0;
    MyLinkedList *p = obj;  /*辅助指针指向当前元素的前一个节点*/
    MyLinkedList *q = NULL; /*辅助指针用来保存新增的节点*/
    if(index < 0){
        return;  /*index > 0*/
    }
    while(p && i < index){
        p = p->next;
        i++;
    }
    if(!p || i > index){
        return;
    }
    q = malloc(sizeof(MyLinkedList));
    q->val = val;
    q->next = p->next;
    p->next = q;
}
/*删除元素*/
void myLinkedListDeleteAtIndex(MyLinkedList* obj, int index) {
    MyLinkedList *p = obj;  /*辅助指针指向当前元素的前一个节点*/
    MyLinkedList *q = NULL; /*辅助指针用来释放删除元素的空间*/
    int i = 0;
    if(i < 0){
        return;
    }
    while(p->next && i <index){
        p = p->next;
        i++;
    }
    if(!(p->next) || i >index){
        return;
    }
    q = p->next;
    p->next = p->next->next;
    free(q);
}

void myLinkedListFree(MyLinkedList* obj) {
    MyLinkedList *p = obj;
    MyLinkedList *q = NULL;
    while(p){
        q = p->next;
        free(p);
        p = q;
    }
}

/**
 * Your MyLinkedList struct will be instantiated and called as such:
 * MyLinkedList* obj = myLinkedListCreate();
 * int param_1 = myLinkedListGet(obj, index);
 
 * myLinkedListAddAtHead(obj, val);
 
 * myLinkedListAddAtTail(obj, val);
 
 * myLinkedListAddAtIndex(obj, index, val);
 
 * myLinkedListDeleteAtIndex(obj, index);
 
 * myLinkedListFree(obj);
*/