[每日一题] 设计链表

707. 设计链表

本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

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。

示例：

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

提示：

• 所有val值都在 [1, 1000] 之内。
• 操作次数将在  [1, 1000] 之内。
• 请不要使用内置的 LinkedList 库。

代码

class MyLinkedList {
    struct node {
        int val;
        node* pre;
        node* nex;
        node(int value, node* prev, node* next)
            : val(value), pre(prev), nex(next){}
    };
    node* begin;
    node* end;
    size_t siz;
public:
    MyLinkedList():begin(nullptr), end(nullptr), siz(0) {
    }
    
    int get(int index) {
        if (siz <= index) return -1;
        auto now = begin;
        for( ; index; index--)
            now = now->nex;
        return now->val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        auto cur = new node(val, nullptr, nullptr);
        if (begin) {
            cur->nex = begin;
            begin->pre = cur;
            begin = cur;
        } else begin = end = cur;
        siz ++;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        auto cur = new node(val, nullptr, nullptr);
        if (end) {
            end->nex = cur;
            cur->pre = end;
            end = cur;
        } else begin = end = cur;
        siz ++;
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        index --;
        if (siz < index + 1) return;
        if (siz == index + 1) return addAtTail(val);
        if (index < 0) return addAtHead(val);
        auto now = begin;
        auto cur = new node(val, nullptr, nullptr);
        for (; index; index --) now = now->nex;
        auto next = now->nex;
        now->nex = cur;
        cur->nex = next;
        cur->pre = now;
        next->pre = cur;
        siz ++;
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        // index --;
        if (siz <= index) return;
        if (index < 0) return;
        if (siz == 1) {
            delete begin;
            begin = end = nullptr;
        } else {
            auto now = begin;
            if (index + 1 == siz) {
                auto t = end->pre;
                t->nex = nullptr;
                delete end;
                end = t;
            } else if (index == 0) {
                auto t = begin->nex;
                t->pre = nullptr;
                delete begin;
                begin = t;
            } else {
                for(; index; index --) now = now->nex;
                now->pre->nex = now->nex;
                now->nex->pre = now->pre;
                delete now;
            }
        }
        siz --;
    }
};