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 。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/design-linked-list

思路

采用设置哨兵节点作为头节点可简化操作。

实现代码

class MyLinkedList {
public:
	MyLinkedList() {
		this->m_size = 0;
		this->m_head = new ListNode(0);
	}

	int get(int index) {
		if (index < 0 || index >= m_size) {
			return -1;
		}
		ListNode* currrentNode = m_head;
		for (int i = 0; i <= index; i++) {
			currrentNode = currrentNode->next;
		}
		return currrentNode->val;
	}

	void addAtHead(int val) {
		addAtIndex(0, val);
	}

	void addAtTail(int val) {
		addAtIndex(m_size, val);
	}

	void addAtIndex(int index, int val) {
		if (index > m_size) {
			return;
		}
		m_size++;
		ListNode* pred = m_head;
		for (int i = 0; i < index; i++) {
			pred = pred->next;
		}
		ListNode* newNode = new ListNode(val);
		newNode->next = pred->next;
		pred->next = newNode;
	}

	void deleteAtIndex(int index) {
		if (index < 0 || index >= m_size) {
			return;
		}
		m_size--;
		ListNode* pred = m_head;
		for (int i = 0; i < index; i++) {
			pred = pred->next;
		}
		ListNode* p = pred->next;
		pred->next = pred->next->next;
		delete p;
	}
private:
	int m_size;
	ListNode* m_head;
};

把输入转换成C++代码

为了更方便本地调试代码，这里有一份C++代码可以用来专门实现此目的。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main() {
	// 打开输入文件
	ifstream input_file("input.txt");
	if (!input_file) {
		cout << "Failed to open file!" << endl;
		return 1;
	}

	// 读取输入文件
	string line;
	getline(input_file, line);
	vector<string> commands;
	// 解析命令
	line = line.substr(line.find("[") + 1, line.find("]") - 1);
	line.erase(remove(line.begin(), line.end(), '\"'), line.end());
	stringstream codeStream(line);
	string code_str;
	while (getline(codeStream, code_str, ',')) {
		commands.push_back(code_str);
	}
	vector<vector<int>> parameters;
	string subline;
	getline(input_file, line);
	line = line.substr(line.find("[") + 1, line.rfind("]") - 1);
	line = line.substr(line.find(",") + 1, line.size());
	// 解析参数
	while (line.find("[") != string::npos)
	{
		subline = line.substr(line.find("[") + 1, line.find("]") - 1);
		line.erase(line.find("["), line.find("]") + 2);
		stringstream ss(subline);
		string param_str;
		vector<int> params;
		while (getline(ss, param_str, ',')) {
			params.push_back(stoi(param_str));
		}
		parameters.push_back(params);
	}

	// 将输入转换为 C++ 代码
	stringstream code;
	code << "MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();\n";
	for (int i = 1; i < commands.size(); i++) {
		if (commands[i] == "addAtHead") {
			code << "myLinkedList.addAtHead(" << parameters[i - 1][0] << ");\n";
		}
		else if (commands[i] == "addAtTail") {
			code << "myLinkedList.addAtTail(" << parameters[i - 1][0] << ");\n";
		}
		else if (commands[i] == "addAtIndex") {
			code << "myLinkedList.addAtIndex(" << parameters[i - 1][0] << ", " << parameters[i - 1][1] << ");\n";
		}
		else if (commands[i] == "get") {
			code << "myLinkedList.get(" << parameters[i - 1][0] << ");\n";
		}
		else if (commands[i] == "deleteAtIndex") {
			code << "myLinkedList.deleteAtIndex(" << parameters[i - 1][0] << ");\n";
		}
	}

	// 打印 C++ 代码
	cout << "Code:\n" << code.str() << endl;

	return 0;
}