707.设计链表（力扣LeetCode）

707. 设计链表

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 。

class MyLinkedList {
public:
    // 定义链表节点结构体
    struct LinkedNode
    {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int x) : val(x),next(nullptr){}
    };

    MyLinkedList() {
        dummyhead=new LinkedNode(0);// 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点
        size=0;
    }
    
    // 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    int get(int index) {
        if(index<0||index>size-1) return -1;
        LinkedNode* cur=dummyhead->next;
        while(index--)
            cur=cur->next;
        return cur->val;
    }
    
    // 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newnode=new LinkedNode(val);
        newnode->next=dummyhead->next;
        dummyhead->next=newnode;
        size++;
    }
    
    // 在链表最后面添加一个节点
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newnode=new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur=dummyhead;
        while(cur->next!=nullptr)
            cur=cur->next;
        cur->next=newnode;
        size++;
    }
    
     // 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    void addAtIndex(int index, int val) {
        // 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
        // 如果index大于链表的长度，则返回空
        if(index>size) return ;
        // 如果index小于0，则在头部插入节点
        if(index<0) index=0;
        LinkedNode* newnode=new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur=dummyhead;
        while(index--)
            cur=cur->next;
        newnode->next=cur->next;
        cur->next=newnode;
        size++;
    }
    
    // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if(index<0||index>size-1) return ;
        LinkedNode* cur=dummyhead;
        while(index--)
            cur=cur->next;
        LinkedNode* tmp=cur->next;
        cur->next=cur->next->next;
        delete tmp;
        //delete命令指示释放了tmp指针原本所指的那部分内存，
        //被delete后的指针tmp的值（地址）并非就是NULL，而是随机值。也就是被delete后，
        //如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp会成为乱指的野指针
        //如果之后的程序不小心使用了tmp，会指向难以预想的内存空间
        tmp=nullptr;
        size--;
    }

private:
    LinkedNode* dummyhead;
    int size;
};