技術標籤：# 資料結構與演算法02-連結串列資料結構leetcode

1 問題

在連結串列類中實現這些功能：

get(index)：獲取連結串列中第 index 個節點的值。如果索引無效，則返回-1。
addAtHead(val)：在連結串列的第一個元素之前新增一個值為 val 的節點。插入後，新節點將成為連結串列的第一個節點。
addAtTail(val)：將值為 val 的節點追加到連結串列的最後一個元素。
addAtIndex(index,val)：在連結串列中的第 index 個節點之前新增值為 val  的節點。如果 index 等於連結串列的長度，則該節點將附加到連結串列的末尾。如果 index 大於連結串列長度，則不會插入節點。如果index小於0，則在頭部插入節點。
deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，則刪除連結串列中的第 index 個節點。
 

示例：

MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
linkedList.addAtHead(1);
linkedList.addAtTail(3);
linkedList.addAtIndex(1,2);   //連結串列變為1-> 2-> 3
linkedList.get(1);            //返回2
linkedList.deleteAtIndex(1);  //現在連結串列是1-> 3
linkedList.get(1);            //返回3

2 解法

class MyLinkedList {
public
 
:
    /** Initialize your data structure here. */
    //定義連結串列結構體
    struct LinkedNode{
        LinkedNode *next;
        int val;
        //建構函式，初始化列表初始化val、next
        LinkedNode(int val) : val(val), next(nullptr){} 
    };
    //成員變數定義
private:
    //連結串列長度
    int m_size;
    //虛擬頭節點
    LinkedNode *m_dummyHead;
 

public:
    //類建構函式
    MyLinkedList() {
       m_size = 0;
       m_dummyHead = new LinkedNode(0);
    }
    
    //獲取連結串列中第 index 個節點的值。如果索引無效，則返回-1。
    int get(int index) {
        //1.索引無效
        if(index < 0 || index > m_size - 1)
            return -1;
        //2.索引有效
        //定義遍歷連結串列的指標cur,其指向頭節點
        LinkedNode *cur = m_dummyHead->next;
        //向後遍歷cur，直至index=0
        while(index--)
        {
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }
    
   //在連結串列的第一個元素之前新增一個值為 val 的節點。
    void addAtHead(int val) {
       //需要新增的新節點
       LinkedNode *newNode = new LinkedNode(val);
       //新節點的下個節點為表頭節點
       newNode->next = m_dummyHead->next;
       //虛擬節點的下個節點是新節點
       m_dummyHead->next = newNode;
       //連結串列長度加1
       m_size++;
    }
    
   //在連結串列的最後一個元素後新增一個值為 val 的節點。
    void addAtTail(int val) {
        //需要新增的新節點
        LinkedNode *newNode = new LinkedNode(val);
       //定義遍歷連結串列的節點,初始指向虛擬節點，可以處理頭節點為null的情況
       LinkedNode *cur = m_dummyHead;
       //使cur遍歷到末尾節點
       while(cur->next != nullptr)
       {
           cur = cur->next;
       }
        // 末尾節點的下個節點為新節點
        cur->next = newNode;
        //連結串列長度加1
        m_size++;
    }
    
   //在連結串列中的第 index 個節點之前新增值為 val  的節點。如果 index 等於連結串列的長度，則該節點將附加到連結串列的末尾。如果 index 大於連結串列長度，則不會插入節點。如果index小於0，則在頭部插入節點。
    void addAtIndex(int index, int val) {
       //1.不插入節點直接返回的情況（index > m_size）
        if(index > m_size)
            return;
        //2.index
        //需要插入的新節點
        LinkedNode *newNode = new LinkedNode(val);
        //定義遍歷連結串列的節點cur,初始指向虛擬節點
        LinkedNode *cur = m_dummyHead;
        //將cur遍歷到index的前一個節點
        //包含index小於0的情況與index=m_size情況
        while(index--)
        {
            cur = cur->next;
        }
        //新節點的下個節點是index節點
        newNode->next = cur->next;
        //index前一個節點(cur)的下個節點是新節點
        cur->next = newNode;
        //連結串列長度加1
        m_size++;
    }
    
    //如果索引 index 有效，則刪除連結串列中的第 index 個節點。
    void deleteAtIndex(int index) {
       //1.index無效情況，直接返回
        if(index < 0 || index > m_size - 1)
            return;
        //2.index有效
        //定義遍歷連結串列的指標cur
        LinkedNode *cur = m_dummyHead;
        //遍歷cur至index前一個節點
        while(index--)
        {
            cur = cur->next;
        }
        //中間節點變數暫存index節點
        LinkedNode *tmp = new LinkedNode(0);
        tmp = cur->next;
        //index前一個節點（cur）的下一個節點變為index的下一個節點
        cur->next = cur->next->next;
        //釋放index節點的記憶體
        delete tmp;
        //連結串列長度減1
        m_size--;
    }
    //列印連結串列
    void printLinkedList(){
        //定義遍歷連結串列的指標cur
        LinkedNode *cur = m_dummyHead;
        //遍歷到末尾節點,若初始節點為null則不列印
        while(cur->next != nullptr)
        {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
    }

};

/**
 * 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);
 */