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双链表的设计

本系列博文为leetcode-explore-learn子栏目学习笔记，如有不详之处，请参考leetcode官网：https://leetcode-cn.com/explore/learn/card/linked-list/

所有例题的编程语言为python

双链表的设计

双链表的节点类：

class ListNode:def __init__(self,x):self.val=xself.next=Noneself.prev=None

在链表类中实现以下功能：
1.get(index):获取第index个节点的值，如果索引无效则返回-1
–index从0开始，因此初始化curr=self.head之后，需要往后在操作index+1次即[0,index]

2.addAtHead(val):在链表的第一个元素之前家一个值为val的节点，插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
–pred=self.head(伪头节点)，succ=self.head.next

3.addAtTail(val):将值为val的节点追加到链表的最后一个元素
–succ=self.tial(伪尾节点)，pred=self.tail.prev

4.addAtIndex(index,val):在链表中的第index个节点之前加入值为val的节点，如果index等于链表长度，则该节点将附加于链表的末尾。如果index大于链表的长度则不会加入节点。如果index小于0，则在头部添加节点。
–第index个节点为succ节点，index-1个节点为pred节点。
–从前往后：pred=self.head(初始化)再操作[0,index-1]次；
–由后往前：succ=self.tail(初始化)再操作[index,size-1]次（size-index次）

5.deleteAtIndex(index):如果索引index有效，则删除链表中的第index个节点。
–由前往后：找到第index-1个节点为pred [0,inde1],succ=pred.next.next；
–由后往前：找到index+1个节点为succ.

class ListNode:def __init__(self,x):self.val=xself.next=Noneself.prev=Noneclass MyLinkedList(object):def __init__(self):"""Initialize your data structure here."""self.size=0self.head,self.tail=ListNode(0),ListNode(0)self.head.next=self.tail     # 这两句的作用是什么，变成一个环？self.tail.prev=self.headdef get(self, index):"""Get the value of the index-th node in the linked list. If the index is invalid, return -1.:type index: int:rtype: int"""if index<0 or index>=self.size:return -1if index+1<self.size-index:curr=self.headfor _ in range(index+1): # [0,index]curr=curr.nextelse:curr=self.tailfor _ in range(self.size-index):curr=curr.prevreturn curr.valdef addAtHead(self, val):"""Add a node of value val before the first element of the linked list. After the insertion, the new node will be the first node of the linked list.:type val: int:rtype: None"""pred,succ=self.head,self.head.nextself.size+=1to_add=ListNode(val)to_add.prev=predto_add.next=succpred.next=to_addsucc.prev=to_adddef addAtTail(self, val):"""Append a node of value val to the last element of the linked list.:type val: int:rtype: None"""succ,pred=self.tail,self.tail.prevself.size+=1to_add=ListNode(val)to_add.prev=predto_add.next=succpred.next=to_addsucc.prev=to_adddef addAtIndex(self, index, val):"""Add a node of value val before the index-th node in the linked list. If index equals to the length of linked list, the node will be appended to the end of linked list. If index is greater than the length, the node will not be inserted.:type index: int:type val: int:rtype: None"""if index>self.size:returnif index<0:index=0if index<self.size-index:pred=self.headfor _ in range(index):pred=pred.nextsucc=pred.nextelse:succ=self.tailfor _ in range(self.size-index):succ=succ.prev#print(succ.val)pred=succ.prevself.size+=1to_add=ListNode(val)#print(pred.val,succ.val,to_add.val)to_add.prev=predto_add.next=succpred.next=to_addsucc.prev=to_adddef deleteAtIndex(self, index):"""Delete the index-th node in the linked list, if the index is valid.:type index: int:rtype: None"""if index<0 or index>=self.size:returnif index<self.size-index:pred=self.headfor _ in range(index):pred=pred.nextsucc=pred.next.nextelse:succ=self.tailfor _ in range(self.size-index-1):succ=succ.prevpred=succ.prev.prevself.size-=1pred.next=succsucc.prev=pred

注意点：删除插入，最重要的是找到前驱和后继节点，可以双向操作之后需要判断由前往后，还有由后往前。

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