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

思路：设计一个单链表，在按索引添加节点时要加以注意。

代码实现：

class MyLinkedList {
public:
    typedef struct LinkNode {
        int val;
        struct LinkNode *next;
        LinkNode(int val):val(val), next(nullptr) {}
    }LinkNode;

    MyLinkedList() {
        head = new LinkNode(0);
        size = 0;
    }
    
    int get(int index) {
        if(index < 0 || index > (size - 1)) {
            return -1;
        }     
        LinkNode *p = head->next;   
        while(index--) {
            p = p->next;
        }
        return p->val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        LinkNode *p = new LinkNode(val);
        p->next = head->next;
        head->next = p;
        ++size;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        LinkNode *p = new LinkNode(val);
        LinkNode *s = head;
        while(s->next != nullptr) {
            s = s->next;
        }
        s->next = p; 
        ++size;
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > size) return;
        LinkNode *p = new LinkNode(val);
        LinkNode *s = head;
        if(0 <= index && index <= size) {
            while(index--) {
                s = s->next;
            }
            p->next = s->next;
            s->next = p;
        }
        ++size;
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= size || index < 0) return;
        LinkNode* s = head;
        while(index--) {
            s = s->next;
        }
        LinkNode* tmp = s->next;
        s->next = s->next->next;
        delete tmp;
        tmp = nullptr;
        --size;
    }
private:
    LinkNode *head;
    int size;
};

/**
 * 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);
 */

19. 删除链表的倒数第N个结点

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]

示例 2：

输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]

 思路：创建一个新的带头结点的链表，用一个指针管理旧链表，一个指针用来往新的链表添加结点，一个整型变量来记录旧链表长度（方便推算出倒数第N个结点到底是哪个），新链表一直添加到被删除结点之前，然后跳过被删除结点。

代码实现：

/**
 * 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* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode *newList = new ListNode();
        newList->next = head;
        ListNode *p = head;
        ListNode *q = newList;
        int len = 0;
        while(p != nullptr) {
            ++len;
            p = p->next;
        }
        for(int i = 0; i < len-n; i++) {
            q = q->next;
        }
        q->next = q->next->next;
        return newList->next;
    }
};