707. 设计链表
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
运行代码
cpp
class MyLinkedList {
public:
MyLinkedList() {
this->size = 0;
this->head = new ListNode(0);
}
int get(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
return - 1;
}
ListNode* cur = head;
for (int i = 0; i <= index; i++) {
cur = cur->next;
}
return cur->val;
}
void addAtHead(int val) { addAtIndex(0, val); }
void addAtTail(int val) { addAtIndex(size, val); }
void addAtIndex(int index, int val) {
if (index > size) {
return;
}
index = max(0, index);
size++;
ListNode* pred = head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
pred = pred->next;
}
ListNode* toAdd = new ListNode(val);
toAdd->next = pred->next;
pred->next = toAdd;
}
void deleteAtIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
return;
}
size--;
ListNode* pred = head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
pred = pred->next;
}
ListNode* p = pred->next;
pred->next = pred->next->next;
delete p;
}
private:
int size;
ListNode* head;
};
/**
* Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
* MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();
* int param_1 = obj->get(index);
* obj->addAtHead(val);
* obj->addAtTail(val);
* obj->addAtIndex(index,val);
* obj->deleteAtIndex(index);
*/代码思路
一、整体架构
这个类MyLinkedList模拟了一个链表数据结构，提供了初始化链表、获取特定位置节点值、在头部插入节点、在尾部插入节点、在特定位置插入节点以及删除特定位置节点等功能。
二、成员变量解释
size：记录链表中的节点数量。head：一个虚拟头节点，方便链表的操作，其值初始为 0，实际链表从head->next开始。
三、函数分析
-
构造函数
MyLinkedList()：初始化链表时，将size设置为 0，表示链表中没有实际节点，同时创建一个虚拟头节点head。 -
get(int index)函数：首先检查输入的索引index是否合法，如果小于 0 或者大于等于链表的实际长度size，则返回 -1。然后从虚拟头节点开始遍历链表，遍历index + 1次（因为虚拟头节点不算实际节点），找到目标节点并返回其值。 -
addAtHead(int val)函数：调用addAtIndex(0, val)，实现在链表头部插入节点的功能。 -
addAtTail(int val)函数：调用addAtIndex(size, val)，实现在链表尾部插入节点的功能，因为当在长度为size的位置插入节点时，相当于在链表末尾追加节点。 -
addAtIndex(int index, int val)函数：- 首先检查输入的索引
index是否大于链表长度，如果是则直接返回，不进行插入操作。 - 然后确保索引不小于 0，如果小于 0 则将其调整为 0，表示在头部插入节点。
- 接着增加链表长度
size。 - 从虚拟头节点开始遍历链表，找到要插入节点位置的前一个节点
pred。 - 创建一个新节点
toAdd，将其值设置为val，并将新节点的next指针指向pred的下一个节点，然后将pred的next指针指向新节点，完成插入操作。
- 首先检查输入的索引
-
deleteAtIndex(int index)函数：- 首先检查输入的索引
index是否合法，如果不合法则直接返回。 - 然后减少链表长度
size。 - 从虚拟头节点开始遍历链表，找到要删除节点位置的前一个节点
pred。 - 记录
pred的下一个节点p，将pred的next指针指向p的下一个节点，完成删除操作。最后释放被删除节点的内存。
- 首先检查输入的索引
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。
运行代码
cpp
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
ListNode* curr = head;
ListNode* prev = nullptr;
while (curr) {
ListNode* temp = curr->next;
curr->next = prev;
prev = curr;
curr = temp;
}
return prev;
}
};代码思路
- 接收一个指向单链表头节点的指针
head作为参数。 - 定义三个指针
curr、prev和temp。其中curr初始化为输入链表的头节点，用于遍历链表；prev初始化为nullptr，表示反转后的链表的末尾节点；temp用于临时存储当前节点的下一个节点，以防止在改变指针方向时丢失链表的后续部分。 - 进入
while循环，循环条件是curr不为nullptr，即当还有未处理的节点时继续循环。
在每次循环中：首先，将temp指向当前节点curr的下一个节点，保存链表的后续部分。当循环结束时，curr为nullptr，此时prev指向反转后的链表的头节点，返回prev。然后，将当前节点curr的next指针指向prev，即反转当前节点的指针方向，使其指向前一个节点。接着，将prev更新为当前节点curr，即将当前节点变为反转后的链表中的新的末尾节点。最后，将curr更新为temp，即继续处理下一个未处理的节点。
92. 反转链表 II
题目描述
给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。
运行代码
cpp
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode *reverseBetween(ListNode *head, int left, int right) {
// 设置 dummyNode 是这一类问题的一般做法
ListNode *dummyNode = new ListNode(-1);
dummyNode->next = head;
ListNode *pre = dummyNode;
for (int i = 0; i < left - 1; i++) {
pre = pre->next;
}
ListNode *cur = pre->next;
ListNode *next;
for (int i = 0; i < right - left; i++) {
next = cur->next;
cur->next = next->next;
next->next = pre->next;
pre->next = next;
}
return dummyNode->next;
}
};代码思路
一、整体思路
这段代码的目的是反转单链表中从位置left到位置right的部分。通过设置一个虚拟头节点dummyNode，并使用指针操作逐步反转指定区间的链表节点。
二、函数分析
- 接收单链表的头指针
head以及两个整数left和right作为参数，表示要反转的链表区间的起始位置和结束位置。 - 首先创建一个虚拟头节点
dummyNode，其值为 -1，将其next指针指向输入链表的头节点head。这样做是为了方便处理链表的头部反转情况，使得所有的操作可以统一处理。 - 定义指针
pre初始化为dummyNode，这个指针将用于找到反转区间的前一个节点。通过循环，将pre移动到位置left - 1处，即反转区间的前一个位置。 - 接着定义指针
cur为pre->next，即反转区间的第一个节点。再定义一个指针next用于临时存储当前节点的下一个节点。 - 进入一个循环，循环次数为
right - left，即反转区间的长度。在每次循环中：- 首先，将
next指向cur的下一个节点。 - 然后，将
cur的next指针指向next的下一个节点，即跳过next节点。 - 接着，将
next的next指针指向pre->next，即将next节点插入到反转区间的头部 - 最后，将
pre->next更新为next，即将新的头部节点与pre连接起来。。 - 循环结束后，完成了指定区间的反转。最后返回
dummyNode->next，即反转后的链表的头节点。
- 首先，将