Day 224/300 数据结构链表（1）——单链表

（一）需求

最近开始学习算法，链表是数据结构中蛮经典的一个数据结构。而单链表是基础中的基础。

（二）单链表

1、定义

单链表中的每个结点不仅包含值，还包含链接到下一个结点的引用字段。通过这种方式，单链表将所有结点按顺序组织起来。

// Definition for singly-linked list.
public class SinglyListNode {
    int val;
    SinglyListNode next;
    SinglyListNode(int x) { val = x; }
}

在大多数情况下，我们将使用头结点(第一个结点)来表示整个列表。

与数组不同，我们无法在常量时间内访问单链表中的随机元素。 如果我们想要获得第 i 个元素，我们必须从头结点逐个遍历。 我们按索引来访问元素平均要花费 O(N) 时间，其中 N 是链表的长度。

2、操作

（1）添加操作

• 使用给定值初始化新结点 cur；
• 将 cur 的 next 字段链接到 prev 的下一个结点 next ；
• 将 prev 中的 next 字段链接到 cur 。
  

（2）删除操作

3、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。

实现的代码如下：

var MyLinkedList = function() {
  this.head=null
  this.length=0
};

/** 获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
 * @param {number} index
 * @return {number}
 */
MyLinkedList.prototype.get = function(index) {
  //注意：这里需要有index 等于长度的判断
  if(index < 0 || index >= this.length){
    return -1
  }
  let cur=this.head;
  let sum=0;

  if(index == 0){
    return cur.val
  }else{
    while(sum<index){
      cur=cur.next;
      sum++
    }
    return cur.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。
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtHead = function(val) {
  //头节点不存在
  if(!this.head){
    this.head={val,next:null}
  }else{
    //头节点存在
    let node={val,next:this.head}
    this.head=node
  }
  this.length++
};

/** 将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtTail = function(val) {
  let node={val,next:null}
  //头节点不存在
  if(!this.head){
    this.head=node
  }else{
    //找到倒数第二个节点
    let cur=this.head
    while(cur.next){
      cur=cur.next
    }
    cur.next=node
  }
  this.length++
};

/** 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。
 * @param {number} index 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtIndex = function(index, val) {
  //超过长度就return 
  if (index < 0 || index > this.length){
    return 
  }
  let node = { val, next: null };
  let cur = this.head,
    pre,
    sum = 0;
  if (index === 0) {
    return this.addAtHead(val); //index为0， 头部插入
  } else if (index === this.length) {
    return this.addAtTail(val); //index = length，在末尾进行追加
  } else {
    while (sum <= index - 1) {
      //找到index位置的前一个节点
      pre = cur; 
      cur = cur.next; //下一个节点
      sum++;
    }
    pre.next = node;
    node.next = cur;
  }
  this.length++
};

/** 如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
 * @param {number} index
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.deleteAtIndex = function(index) {
  if (index < 0 || index >= this.length) return;
  let cur = this.head,
    pre,
    countIndex = 0;
  if (index === 0){
    this.head = cur.next
  }else{
    //let sum=0
    //while(sum
      //找到删除位置的前一个节点
      //pre=cur
      //cur=cur.next
      //sum++
    //}
    while (countIndex++ < index) {
      //找到删除位置的前一个节点
      pre = cur;
      cur = cur.next;
    }
    if (cur) {
      //直接链接到删除位置的下一个节点
      pre.next = cur.next;
    } else {
      pre.next = null;
    }
  }
  this.length--
};

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MyLinkedList()
 * var param_1 = obj.get(index)
 * obj.addAtHead(val)
 * obj.addAtTail(val)
 * obj.addAtIndex(index,val)
 * obj.deleteAtIndex(index)
 */

以上

参考链接

Leecode

https://leetcode-cn.com/leetbook/read/linked-list/jy291/

写在最后的话

学习路上，常常会懈怠

《有想学技术需要监督的同学嘛~》
https://mp.weixin.qq.com/s/FyuddlwRY7DsHUejCjiVug