设计链表

题目

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

这道题目设计链表的五个接口：

获取链表第index个节点的数值
在链表的最前面插入一个节点
在链表的最后面插入一个节点
在链表第index个节点前面插入一个节点
删除链表的第index个节点

可以说这五个接口，已经覆盖了链表的常见操作，是练习链表操作非常好的一道题目

链表操作的两种方式：

直接使用原来的链表来进行操作。
设置一个虚拟头结点在进行操作。

解法

下面使用设置一个虚拟头结点的方法：

// 单链表实现
 
type ListNode struct {
    Val  int        // 节点的值
    Next *ListNode  // 下一个节点的指针
}
 
type MyLinkedList struct {
    Head *ListNode // 虚拟头结点
    Size int       // 链表大小
}
 
func Constructor() MyLinkedList {
    return MyLinkedList{Head: &ListNode{}, Size: 0}
}
 
// 获取链表中下标为 index 的节点的值
func (this *MyLinkedList) Get(index int) int {
    if this == nil || index < 0 || index >= this.Size {
        return -1
    }
    cur := this.Head
    for i := 0; i <= index; i++ {
        cur = cur.Next
    }
    return cur.Val
}
 
// 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前
func (this *MyLinkedList) AddAtHead(val int) {
    this.AddAtIndex(0, 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
func (this *MyLinkedList) AddAtTail(val int) {
    this.AddAtIndex(this.Size, 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
func (this *MyLinkedList) AddAtIndex(index int, val int) {
    if index < 0 || index > this.Size {
        return
    }
    cur := this.Head
    for i := 0; i < index; i++ {
        cur = cur.Next
    }
    cur.Next = &ListNode{Val: val, Next: cur.Next}
    this.Size++
}
 
// 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点
func (this *MyLinkedList) DeleteAtIndex(index int) {
    if index < 0 || index >= this.Size {
        return
    }
    cur := this.Head
    for i := 0; i < index; i++ {
        cur = cur.Next
    }
    if cur.Next != nil {
        cur.Next = cur.Next.Next
        this.Size--
    }
}
 
func (this *MyLinkedList) Print() {
    cur := this.Head.Next
    for cur != nil {
        fmt.Println(cur.Val)
        cur = cur.Next
    }
}
 
func main() {
    obj := Constructor()
    obj.AddAtHead(1)
    obj.AddAtTail(3)
    obj.AddAtIndex(1, 2)
    fmt.Println(obj.Get(1))
    obj.DeleteAtIndex(1)
    fmt.Println(obj.Get(1))
}

移除链表元素反转链表