【链表】LeetCode 707.设计链表（单链表实现）

中等

题目描述：

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。

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 。

思路：

按索引插入应加入插入位置合法性检查，索引从0开始，索引范围是[0, size-1]，因为size默认从1开始。

解题：

C语言版：

typedef struct Node {
    int val;
    struct Node* next;
} Node;

typedef struct {
    int size;
    struct Node* head;
} MyLinkedList;

// 创建链表节点
Node* nodeCreat(int val) {
    Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    node->next = NULL;
    node->val = val;
    return node;
}

// 创建链表
MyLinkedList* myLinkedListCreate() {
    MyLinkedList* obj = (MyLinkedList*)malloc(sizeof(MyLinkedList));
    obj->head = nodeCreat(0);
    obj->size = 0;
    return obj;
}

// 获取obj链表中第index个元素
int myLinkedListGet(MyLinkedList* obj, int index) {
    // index合法性校验
    if (index < 0 || index >= obj->size) {
        return -1;
    }
    Node* cur = obj->head;
    for (int i = 0; i <= index; i++) {
        cur = cur->next;
    }
    return cur->val;
}

void myLinkedListAddAtIndex(MyLinkedList* obj, int index, int val) {
    // 插入位置合法性校验
    if(index < 0 || index > obj->size){
        return;
    }
    Node* pre = obj->head;
    // 先指向待插入位置的前指针
    for(int i=0; i<index;i++){
        pre = pre->next;
    }
    Node* node = nodeCreat(val);
    node->next = pre->next;
    pre->next = node;
    // 链表元素数量+1
    obj->size++;
}

void myLinkedListDeleteAtIndex(MyLinkedList* obj, int index) {
    // 删除位置合法性校验
    if(index < 0 || index >= obj->size){
        return;
    }
    struct Node* pre = obj->head;
    // 先指向待删除元素的前指针
    for(int i=0; i<index;i++){
        pre = pre->next;
    }
    // 待删除元素指针
    struct Node* delNode = pre->next;
    // 跳过待删除元素
    pre->next = pre->next->next;
    // 删除元素
    free(delNode);
    // 链表元素数量-1
    obj->size--;
}

// 头插法
void myLinkedListAddAtHead(MyLinkedList* obj, int val) {
    myLinkedListAddAtIndex(obj, 0, val);
}

void myLinkedListAddAtTail(MyLinkedList* obj, int val) {
    myLinkedListAddAtIndex(obj, obj->size, val);
}

void myLinkedListFree(MyLinkedList* obj) {
    // 思路：先free链表元素，再free链表
    Node* cur = obj->head;
    Node* temp = NULL;
    // 遍历free链表元素
    while(cur!=NULL){
        temp = cur;
        cur = cur->next;
        free(temp);
    }

    free(obj);
}