设计链表

433 阅读3分钟

正题

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 nextval 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。

解析:

设计链表如果单纯的使用数组去解决问题的话是非常简单的,因为JS数组的API完全能够实现上面所有的功能。

假设我们暂时不考虑链表的特性,直接使用数组去解决,我们应该如何去做?不妨先实现一遍,也可以加深对链表设计以及题目的理解。

数组实现

构造

仅仅需要一个数组即可

var MyLinkedList = function() {
    this.list = []
};

get
  • get(index):获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效,则返回-1

直接获取数组下标对应元素即可,如果下标大于或等于数组长度,则返回 -1

/** 
 * @param {number} index
 * @return {number}
 */
MyLinkedList.prototype.get = function(index) {
   return index <= this.list.length -1 ?  this.list[index] :  -1
};
addAtHead
  • 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。

unshift够不够?足够!

/** 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtHead = function(val) {
    this.list.unshift(val)
};
addAtTail
  • addAtTail(val):将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。

可不就是 push

/** 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtTail = function(val) {
    this.list.push(val)
};
addAtIndex
  • 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。

使用 splice 方法即可,仅仅多了一个条件,index 无效的时候就没有操作

/** 
 * @param {number} index 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtIndex = function(index, val) {
    if (index > this.list.length) {
        return
    }
    this.list.splice(index, 0, val)
};
deleteAtIndex
  • deleteAtIndex(index):如果索引 index 有效,则删除链表中的第 index 个节点。

依然适用 splice

/** 
 * @param {number} index
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.deleteAtIndex = function(index) {
    this.list.splice(index, 1)
};

提交!

image.png

可以说是相当ok了,但是这并不是设计链表的初衷和目的。链表可以通过数组去实现,但必须有 next 指针不是吗?不然设计链表就没有了意义,不如直接使用数组。

所以请认真考虑如何使用指针去实现链表吧!

指针实现

var MyLinkedList = function(val, next) {
    this.next = next
    this.val = val
    
};

MyLinkedList.prototype.isNull = function () {
    return this.val === undefined || this.val === null
}

/** 
 * @param {number} index
 * @return {number}
 */
MyLinkedList.prototype.get = function(index) {
    let res = this
    for (let i = 0 ; i < index; i++) {
        res = res.next
        if (!res || res.isNull()) {
            return  -1
        } 
    }
    return res.isNull() ?  -1 : res.val 
};

/** 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtHead = function(val) {
   let temp = new MyLinkedList(this.val, this.next)
   this.val = val
   this.next = temp
};

/** 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtTail = function(val) {
    if (this.isNull()) {
        return this.addAtHead(val)
    }
    let p = this
    while(p.next && p.next.isNull() === false) {
        p = p.next
    }
    p.next = new MyLinkedList(val, null)
};

/** 
 * @param {number} index 
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtIndex = function(index, val) {

    if (index <= 0) {
        return this.addAtHead(val)
    }
    let p = this
    for (;index > 1;index--) {
        p = p.next
        if (!p || p.isNull()) {
            return
        }
    }

    const node = new MyLinkedList(val, p.next)
    p.next = node
};

/** 
 * @param {number} index
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.deleteAtIndex = function(index) {
    let p = this
     if (index === 0) {
        this.val = this.next ? this.next.val : null
        this.next = this.next ? this.next.next : null
        return 
    }
    for (;index - 1 > 0;index--) {
        p = p.next
    }
    if (p) {
        p.next =  p.next ? p.next.next : null
    }
};
//  1 2 7 3
/**
 * 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)
 */

过程不是很复杂,主要是一些细节,比如 this可能为空或者 this.next为空,又或者删除的元素索引无效等等,在此不做过多赘述了。