本文是力扣 每日一练：LeeCode-707. 设计链表 【链表+虚拟头结点+设计】 学习与理解过程，本文仅做学习之用，对本题感兴趣的小伙伴可以出门左拐LeeCode-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 。

思路

设置虚拟头节点

class MyLinkedList {
    //一句话，一定要保证删除cur.next,cur为待操作节点的前一个节点
    //size存储链表元素的个数
    int size;
    //虚拟头结点
    ListNode dummyHead;
    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        dummyHead = new ListNode(0);
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index<0 || index>size-1)return -1;
        ListNode cur = dummyHead;
        int i=0;
        while(i++<=index){
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;    
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0,val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size,val);
    }
    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果 index 大于链表的长度，则返回空
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index>size)return;
        if(index<0)index=0;
        size++; //添加一个元素
        ListNode cur = dummyHead;
        for(int i=0;i<index;i++){
            cur = cur.next;
        }
        ListNode add = new ListNode(val);
        add.next = cur.next;
        cur.next = add;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index<0 || index>=size)return;
        size--; //减少一个元素
        if(index==0){
            dummyHead = dummyHead.next;
            return;
        }
        ListNode cur = dummyHead;
        for(int i=0;i<index;i++){
            cur = cur.next;
        }
        //当遍历到index-1的节点（尾节点）cur.next时，还有cur.next.next
        cur.next = cur.next.next; //需要考虑边界尾节点，index>=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);
 */

时间复杂度: 涉及 index 的相关操作为 O(index), 其余为 O(1)

空间复杂度: O(n)