设计链表_双向链表_java

设计链表_双向链表

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问题描述

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。

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 。

测试用例

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

代码实现

//双向链表结点
class ListNode {
   int val;
   ListNode next, prev;

   // 常用构造函数
   ListNode() {
   }

   ListNode(int val) {
       this.val = val;
   }

   ListNode(int val, ListNode next, ListNode prev) {
       this.val = val;
       this.next = next;
       this.prev = prev;

   }
}

class MyLinkedList {

   int size;
   // 虚拟头结点与虚拟尾结点
   ListNode head, tail;

   // 构造链表
   public MyLinkedList() {
       this.head = new ListNode(-1);
       this.tail = new ListNode(-1);

       // 注意：一定不能缺少这一步！
       head.next = tail;
       tail.prev = head;

   }

   public int get(int index) {
       // 注意：要先判断index是否合法且有效
       if (index < 0 || index >= size) {
           return -1;
       }

       ListNode cur;
       int count;
       // 判断从那头开始查可以更快查到目标节点
       if (index < size / 2) {
           cur = head.next;
           count = index;
           while (count > 0) {
               cur = cur.next;
               count--;
           }
       } else {
           count = size - 1 - index;
           cur = tail.prev;
           while ( count > 0) {
               cur = cur.prev;
               count--;
           }
       }

       return cur.val;
   }
   

   public void addAtHead(int val) {
       // 可视为在第一个节点前插入
       addAtIndex(0, val);
   }

   public void addAtTail(int val) {
       // 可视为在最后一个结点后插入
       addAtIndex(size, val);
   }

   public void addAtIndex(int index, int val) {
       if (index > size) {
           return;
       }

       if (index < 0) {
           index = 0;
       }

       // 前驱结点
       ListNode p = head;
       // 找到下标为index的结点的前驱结点
       int count = index;
       while (count > 0) {
           p = p.next;
           count--;
       }

       ListNode newNode = new ListNode(val, p.next, p);
       p.next.prev = newNode;
       p.next = newNode;

       // 注意：改变size值！
       size++;
   }

   public void deleteAtIndex(int index) {
       if (index < 0 || index >= size) {
           return;
       }

       // 前驱结点
       ListNode p = head;
       // 找到前驱结点，然后进行节点删除
       int count = index;
       while (count > 0) {
           p = p.next;
           count--;
       }

       p.next = p.next.next;
       p.next.prev = p;
       // 注意：改变size值！
       size--;
   }
}

/**
* 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);
*/

= new MyLinkedList();

• int param_1 = obj.get(index);
• obj.addAtHead(val);
• obj.addAtTail(val);
• obj.addAtIndex(index,val);
• obj.deleteAtIndex(index);
  */

####