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[LeetCode之路------707. 设计链表](#LeetCode之路——707. 设计链表)
LeetCode之路------707. 设计链表
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。
分析：
1.实现单向链表，每个节点保存本身的值和后继节点。除此之外，我们还需要一个哨兵（sentinel）节点作为头节点，和一个size参数保存有效节点数。初始化时，只需创建头节点head和size即可。
2.实现addAtIndex(index, val)时，先判断index是有效值，找到原来下标为 index的节点的前驱节点pred，并创建新节点 toAdd，将toAdd的后继节点设为pred 的后继节点，将pred的后继节点更新为toAdd，这样就将 toAdd插入到了链表中。最后需要更新size。哨兵节点的好处就在于这样的操作对于index=0也成立。
需要注意链表的插入操作，下面两行交换顺序会发生指针丢失和内存泄漏。
toAdd.next = pred.next; // toAdd节点值为25，pred节点值为0
pred.next = toAdd;
3.实现deleteAtIndex(index)，先判断index是否有效。然后找到下标为index的节点的前驱节点pred，通过将 pred的后继节点更新为pred的后继节点的后继节点，来达到删除节点的效果。同时也要更新size。
4.至于addAtHead(int val)和addAtTail(int val)其实就是addAtIndex(int index, int val)中index分别是0和size时候的情况。
Code：
class MyLinkedList {
int size = 0;
ListNode head;
public MyLinkedList() {
// 链表节点数目
size = 0;
// 哨兵节点，方便判断头节点为空的情况
head = new ListNode(0);
}
public int get(int index) {
// 判断index无效，直接返回
if (index >= size || index < 0) {
return -1;
}
// 找到index的前置节点
ListNode pred = head;
for (int i = 0; i <= index; i++) {
pred = pred.next;
}
return pred.val;
}
public void addAtHead(int val) {
addAtIndex(0, val);
}
public void addAtTail(int val) {
addAtIndex(size,val);
}
public void addAtIndex(int index, int val) {
// 判断index无效，直接返回
if (index > size || index < 0) {
return;
}
ListNode pred = head;
// 找到index前置节点
for (int i = 0; i < index; i++) {
pred = pred.next;
}
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.next = pred.next;
pred.next = toAdd;
size++;
}
public void deleteAtIndex(int index) {
// 判断index无效，直接返回
if (index >= size || index < 0) {
return;
}
ListNode pred = head;
// 找到index前置节点
for (int i = 0; i < index; i++) {
pred = pred.next;
}
pred.next = pred.next.next;
size--;
}
}-
时间复杂度：初始化O(1)，get为O(index)，addAtHead为O(1)，addAtTail为O(n)，n为链表长度，addAtIndex为O(index)。根据获取节点时循环次数可以知道时间复杂度的情况。
-
空间复杂度：单次调用空间复杂度O(1)，链表结构总体空间复杂度O(n)。