1.详细解释单链表中的头结点

在做这道算法之前，首先务必要弄明白三个问题：
对于含头节点的单链表，

1. 头结点是否是第一个节点？
2. 单链表的长度是否包含该头节点？
3. 头结点是否有索引？如果有的话，又是多少？

对于这个问题，AI给出的答案是：

对于含头节点的单链表，
1.头结点不是第一个节点，头结点的作用是为单链表增加一个虚拟节点，方便对链表的操作。
2.单链表的长度不包括头节点，并且头节点在遍历时不被计算。
3.头节点没有索引，其作用只是作为单链表的一个哨兵节点，用于帮助程序员更好地操作单链表。例如当链表为空时，头结点的下一个指针将为空，这时就可以根据头结点是否为空来判断链表是否为空，从而减少一些判断操作。

这三个问题对于学习过数据结构的人来说，应该是很基础的。但作为上学期刚学完数据结构，并且自认为学得还可以的本大二学生来说，因为没弄清楚头节点，导致在这道算法上花了很多时间，所以今天特地开个贴来记录一下。

2. 算法: 设计链表

2.1 题目

好了，接下来先看题：

tips:

楼主这里选择使用的是单链表，所以双链表就不看了。

2.2 自定义的链表(ListNode)

java">public class ListNode {
    public int val; //数据域
    public ListNode next; //指针域，指向下一个节点

    public ListNode() {
    }

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

    public ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

2.3 算法实现

java">class MyLinkedList {
    int size; //链表元素个数
    ListNode head; //头结点

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        this.head = new ListNode(0);
    }

    // 1.获取下标为index的节点的值
    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            return -1;
        }

        ListNode cur = head; //设置cur指针指向头节点
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }

    // 2.在头节点 和 下标为0的节点(链表的第一个节点)之间插入一个节点
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    // 3.在链表的末尾插入一个节点
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    // 4.在下标为index的节点前插入一个节点
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) { //index比链表长度大，不插入
            return;
        }

        ListNode cur = head; //设置cur指针指向头节点

        // 让cur.next 指向下标为index的节点
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        ListNode newNode = new ListNode(val, cur.next);
        cur.next = newNode;
        size++; //表长+1
    }

    // 5.删除下标为index的节点
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }

        ListNode cur = head; //设置cur指针指向头节点

        // 让cur.next 指向下标为index的节点
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = cur.next.next;
        size--; //表长-1
    }
}