代码随想录算法训练营第三天（补）| 203.移除链表元素、707.设计链表、 206.反转链表

203. 移除链表元素

题目描述：给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

题目链接：leetcode.cn/problems/re…

解题思路：

1. 要删除val，则不能是空列表且列表需要有val值。要做好空值判断。
2. 考虑到如果val在头节点位置，需要单独判断。而添加dummy头节点可以避免单独判断。
3. 最简单的直接解法就是迭代。从理论上讲，迭代法都可以改写成递归法。且链表具有天然的递归性，所以递归法也可以考虑。

一、迭代法

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def removeElements(self, head: Optional[ListNode], val: int) -> Optional[ListNode]:
        if not head:
            return
        
        dummy = ListNode(next=head)
        p = dummy

        while p.next:
            if p.next.val == val:
                p.next = p.next.next
            else:
                p = p.next
        return dummy.next

二、递归法

class Solution:
    def removeElements(self, head: ListNode, val: int) -> ListNode:
        if not head: return 
        head.next = self.removeElements(head.next, val)
        return head.next if head.val == val else head

707. 设计链表

题目描述：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。

题目链接：leetcode.cn/problems/de…

解题思路：基础题，正常做，常做常新。为了不特别判断头节点可以设置dummy头节点。

class LinkNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

class MyLinkedList:

    def __init__(self):
        self.dummy =  LinkNode()
        self.size = 0

    def get(self, index: int) -> int:
        if index < 0 or index >= self.size:
            return -1
        cur = self.dummy.next
        while index:
            cur = cur.next
            index -= 1
        return cur.val

    def addAtHead(self, val: int) -> None:
        new_node = LinkNode(val=val, next=self.dummy.next)
        self.dummy.next = new_node
        self.size += 1        

    def addAtTail(self, val: int) -> None:
        new_node = LinkNode(val=val)
        cur = self.dummy
        while cur.next:
            cur = cur.next
        cur.next = new_node
        self.size += 1

    def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
        if index <= 0:
            self.addAtHead(val=val)
            return 
        elif index > self.size:
            return 
        elif index == self.size:
            self.addAtTail(val)
            return
        
        cur = self.dummy
        while index:
            cur = cur.next
            index -= 1
        new_node = LinkNode(val=val, next=cur.next)
        cur.next = new_node
        self.size += 1
        return 

    def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
        if index < 0 or index >= self.size:
            return 
        cur = self.dummy
        while index:
            cur = cur.next
            index -= 1
        cur.next = cur.next.next
        self.size -= 1
        return 

206. 反转链表

题目描述：给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

题目链接；leetcode.cn/problems/re…

解题思路：很明显一个指针不够用，要用双指针。cur指针指向头节点，pre指针初始化为空指针，先用中间变量tmp指针储存cur.next，接着开始反转，cur.next指向pre所指的位置，pre指向cur所指的位置，cur指向tmp所指的位置。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        pre = None
        cur = head

        while cur: # 不能是cur.next，因为cur.next指向pre了
            tmp = cur.next
            cur.next = pre
            pre = cur
            cur = tmp
        
        return pre