Python力扣刷题Day03-移除链表元素&设计链表&反转链表

203.移除链表元素

题目链接： https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/

题目描述: 给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

案例:

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

输入：head = [], val = 1
输出：[]

实现:

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def removeElements(self, head: Optional[ListNode], val: int) -> Optional[ListNode]:
        dump_head = ListNode(next=head)  #添加的一个虚拟头节点
        cur = dump_head
        # 需要限制节点不为空
        while(cur.next != None):
            if(cur.next.val == val):
                cur.next = cur.next.next #删除cur.next节点
            else:
                cur = cur.next
        return dump_head.next

707.设计链表

题目链接: https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/

题目描述: 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。

需要实现的功能汇总:

• 获取第index个节点的值

• 头部插入节点

• 尾部插入节点

• 第index个节点前插入节点

• 删第index个节点

案例:

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

实现:

# 定义单链表
class Node:
    def __init__(self,val):
        # val:表示数据元素的值，next表示后继指针
        self.val = val
        self.next = None

class MyLinkedList:

    def __init__(self):
        self._head = Node(0) #虚拟头部节点
        self._count = 0 #添加的节点数，目的统计节点
    
    def get(self, index: int) -> int:
        # 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 
        # 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
        if 0 <=index <self._count:
            node = self._head
            for _ in range(index + 1):
                node = node.next
            return node.val
        else:
            # <0或者大于本身的长度返回-1
            return -1

    def addAtHead(self, val: int) -> None:
        self.addAtIndex(0,val)

    def addAtTail(self, val: int) -> None:
        self.addAtIndex(self._count,val)


    def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
        if index <0 :
            index = 0
        elif index > self._count:
            return
        # 计数累加
        self._count += 1

        add_node = Node(val)
        prev_node,current_node = None,self._head

        for _ in range(index +1):
            prev_node,current_node = current_node,current_node.next
        else:
            prev_node.next,add_node.next = add_node,current_node

        
    def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
        if 0<= index < self._count:
            self._count -=1
            prev_node,current_node = None,self._head
            for _ in range(index + 1):
                prev_node,current_node = current_node,current_node.next
            else:
                prev_node.next,current_node.next = current_node.next,None

206.反转链表

题目链接: https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/

题目描述: 给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

案例:

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

思路:

我们可以定义两个指针，第一个指针叫 pre，最初是指向 null 的。
第二个指针 cur 指向 head，然后不断遍历 cur。

然后开始反转,这里还需要把cur --> next 节点用tmp指针临时保存 , 因为下一步反转将cur -->next 指向它后面的pre

接下来进行循环迭代,继续移动pre和cur指针,每次迭代到 cur，都将 cur 的 next 指向 pre，然后 pre 和 cur 前进一位。
最后cur 指向null ，循环结束,反转结束 ,pre 就是最后一个节点了,此时 return pre

实现:

# 双指针法
class Solution:
    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        cur = head
        pre = None
        while(cur != None):
            temp = cur.next #临时保存cur的下一个节点
            cur.next = pre  # 反转,cur --> next
            # 更新pre、cur指针
            pre = cur
            cur = temp
        return pre