中等

问题描述

设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：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。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。

在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果 index 小于 0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

示例：

MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
linkedList.addAtHead(1);
linkedList.addAtTail(3);
linkedList.addAtIndex(1,2); //链表变为 1-> 2-> 3
linkedList.get(1); //返回 2
linkedList.deleteAtIndex(1); //现在链表是 1-> 3
linkedList.get(1); //返回 3

提示：

• 所有 val 值都在 [1, 1000] 之内。
• 操作次数将在 [1, 1000] 之内。
• 请不要使用内置的 LinkedList 库。

双向链表

按题意实现即可。

var MyLinkedList = function () {
  this.head = null
  this.tail = null
  this.length = 0
}

/**
 * @param {number} index
 * @return {number}
 */
MyLinkedList.prototype.get = function (index) {
  const node = this.getNodeAtIndex(index)
  return node ? node.val : -1
}
/**
 * @param {number} index
 * @return {object}
 */
MyLinkedList.prototype.getNodeAtIndex = function (index) {
  if (index < 0 || index >= this.length) return null
  if (index < this.length / 2) {
    let idx = 0
    let curr = this.head
    while (idx++ !== index) {
      curr = curr.next
    }
    return curr
  } else {
    let idx = this.length - 1
    let curr = this.tail
    while (idx-- !== index) {
      curr = curr.prev
    }
    return curr
  }
}
/**
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtHead = function (val) {
  const node = {
    next: null,
    prev: null,
    val
  }
  if (this.length === 0) {
    this.head = node
    this.tail = node
  } else {
    node.next = this.head
    this.head.prev = node
    this.head = node
  }
  this.length++
}

/**
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtTail = function (val) {
  const node = {
    next: null,
    prev: null,
    val
  }
  if (this.length === 0) {
    this.head = node
    this.tail = node
  } else {
    node.prev = this.tail
    this.tail.next = node
    this.tail = node
  }
  this.length++
}

/**
 * @param {number} index
 * @param {number} val
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.addAtIndex = function (index, val) {
  if (index <= 0) {
    return this.addAtHead(val)
  }
  if (index >= this.length) {
    return index > this.length ? null : this.addAtTail(val)
  }
  const node = {
    prev: null,
    next: null,
    val
  }
  const next = this.getNodeAtIndex(index)
  node.prev = next.prev
  node.prev.next = node
  node.next = next
  next.prev = node
  this.length++
}

/**
 * @param {number} index
 * @return {void}
 */
MyLinkedList.prototype.deleteAtIndex = function (index) {
  if (index < 0 || index >= this.length) return
  const node = this.getNodeAtIndex(index)
  if (node.prev) {
    node.prev.next = node.next
  } else {
    this.head = node.next
  }
  if (node.next) {
    node.next.prev = node.prev
  } else {
    this.tail = node.prev
  }
  this.length--
}

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MyLinkedList()
 * var param_1 = obj.get(index)
 * obj.addAtHead(val)
 * obj.addAtTail(val)
 * obj.addAtIndex(index,val)
 * obj.deleteAtIndex(index)
 */

• 时间复杂度：初始化消耗 $O(1)$，$get$ 消耗 $O(index)$，$addAtHead$ 消耗 $O(1)$，$addAtTail$ 消耗 $O(1)$，$addAtIndex$ 消耗 $O(index)$。

• 空间复杂度：所有函数单次调用的空间复杂度均为 $O(1)$，总体空间复杂度为 $O(n)$，其中 $n$ 为 $addAtHead$，$addAtTail$ 和 $addAtIndex$ 调用次数之和。