707. 设计链表（难度：中等）

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。

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。

解法：双链表

每个节点有两个指针，一个指向上一个节点，一个指向下一个节点。

代码：

class MyLinkedList {
    Node head;
    Node tail;
    Integer len;

    class Node {
        int val;
        Node prev;
        Node next;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }


    public MyLinkedList() {
        head = new Node(0);
        tail = new Node(0);
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
        len = 0;
    }

    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= len) {
            return -1;
        }
        Node h = head;
        for(int i = 0;i<=index;i++) {
            h = h.next;
        }
        return h.val;
    }

    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0,val);
    }

    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(len,val);
    }

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > len) {
            return;
        }
        index = Math.max(0,index);
        Node node = new Node(val);
        Node pred = head, succ;
        for(int i = 0;i<index;i++) {
            pred = pred.next;
        }
        succ = pred.next;
        len++;
        node.prev = pred;
        node.next = succ;
        pred.next = node;
        succ.prev = node;
    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= len) {
            return;
        }
        Node pred = head, succ;
        for(int i = 0;i<index;i++) {
            pred = pred.next;
        }
        succ = pred.next.next;
        len--;
        pred.next = succ;
        succ.prev = pred;
    }
}

/**
 * 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);
 */