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707. 设计链表

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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 。

class MyLinkedList {
public:
    struct ListNode {
        int val;
        ListNode* next;
        ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
    };

    ListNode* tail; // 链表的尾节点
    ListNode* dummyHead; // 链表的虚拟头节点
    ListNode* nodeObj; // 用于遍历的节点指针
    ListNode* temp; // 临时节点
    int summaryCount = 0; // 记录链表的长度

    MyLinkedList() {
        dummyHead = new ListNode(0); // 初始化虚拟头节点
        tail = nullptr; // 初始化尾节点为空
    }

    int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= summaryCount) return -1; // 索引无效
        nodeObj = dummyHead->next; // 从实际头节点开始
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            nodeObj = nodeObj->next; // 移动到目标节点
        }
        return nodeObj->val;
    }

    void addAtHead(int val) {
        if (summaryCount == 0) { // 链表为空
            dummyHead->next = new ListNode(val);
            tail = dummyHead->next;
        } else {
            temp = dummyHead->next; // 保存原头节点
            dummyHead->next = new ListNode(val); // 新节点成为头节点
            dummyHead->next->next = temp; // 新节点指向原头节点
        }
        summaryCount++; // 更新长度
    }

    void addAtTail(int val) {
        if (summaryCount == 0) { // 链表为空
            dummyHead->next = new ListNode(val);
            tail = dummyHead->next;
        } else {
            tail->next = new ListNode(val); // 尾节点后添加新节点
            tail = tail->next; // 更新尾节点
        }
        summaryCount++; // 更新长度
    }

    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > summaryCount) return; // 索引超出范围
        if (index == summaryCount) { // 在尾部插入
            addAtTail(val);
            return;
        }
        if (index == 0) { // 在头部插入
            addAtHead(val);
            return;
        }
        // 在中间插入
        nodeObj = dummyHead; // 从虚拟头节点开始
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            nodeObj = nodeObj->next; // 移动到插入位置前一个节点
        }
        ListNode* newNode = new ListNode(val);
        temp = nodeObj->next; // 保存原位置节点
        nodeObj->next = newNode; // 新节点插入
        newNode->next = temp;
        summaryCount++; // 更新长度
    }

    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= summaryCount) return; // 索引无效
        nodeObj = dummyHead; // 从虚拟头节点开始
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            nodeObj = nodeObj->next; // 移动到删除位置前一个节点
        }
        temp = nodeObj->next; // 待删除节点
        nodeObj->next = temp->next; // 跳过待删除节点
        if (temp == tail) { // 删除的是尾节点
            tail = (nodeObj == dummyHead) ? nullptr : nodeObj; // 更新尾节点
        }
        delete temp; // 释放内存
        summaryCount--; // 更新长度
    }
};

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