1. 移除鏈表元素
   https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/
   只要理解鏈表在內存中的存儲，這道題的思路還是非常簡單的，收獲最大的應該是對于虛擬節點的使用，在我之前的學習過的課程中也稱為“哨兵”節點，但是之前一直沒有理解為什么要使用這么一個節點，只是所有實現鏈表這一結構的課程中都喜歡這么做，今天做了前面兩道題也算是徹底理解了。我的理解是：虛擬節點有利于將頭節點去“特殊化”，是它不需要被我們額外處理，這就可以節省很多代碼，因為不需要再對頭節點做任何特殊的處理了。
   

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        // 刪除頭結點
        while (head != NULL && head->val == val) { // 注意這里不是if
            ListNode* tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
        }

        // 刪除非頭結點
        ListNode* cur = head;
        while (cur != NULL && cur->next!= NULL) {
            if (cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        return head;
    }
};

2. 設計鏈表
   https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/
   這題中在掌握鏈表的基礎知識和虛擬節點的使用，如果不會就直接看代碼隨想錄網站對應的部分即可，下面直接給出最后答案。

class MyLinkedList {
public:
    // 定義鏈表節點結構體
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    // 初始化鏈表
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0); // 這里定義的頭結點 是一個虛擬頭結點，而不是真正的鏈表頭結點
        _size = 0;
    }

    // 獲取到第index個節點數值，如果index是非法數值直接返回-1， 注意index是從0開始的，第0個節點就是頭結點
    int get(int index) {
        if (index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index--){ // 如果--index 就會陷入死循環
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }

    // 在鏈表最前面插入一個節點，插入完成后，新插入的節點為鏈表的新的頭結點
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在鏈表最后面添加一個節點
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在第index個節點之前插入一個新節點，例如index為0，那么新插入的節點為鏈表的新頭節點。
    // 如果index 等于鏈表的長度，則說明是新插入的節點為鏈表的尾結點
    // 如果index大于鏈表的長度，則返回空
    // 如果index小于0，則在頭部插入節點
    void addAtIndex(int index, int val) {

        if(index > _size) return;
        if(index < 0) index = 0;        
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 刪除第index個節點，如果index 大于等于鏈表的長度，直接return，注意index是從0開始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        //delete命令指示釋放了tmp指針原本所指的那部分內存，
        //被delete后的指針tmp的值（地址）并非就是NULL，而是隨機值。也就是被delete后，
        //如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp會成為亂指的野指針
        //如果之后的程序不小心使用了tmp，會指向難以預想的內存空間
        tmp=nullptr;
        _size--;
    }

    // 打印鏈表
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;

};

3. 翻轉鏈表
   https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/
   此體考查對于雙指針的運用，pre記錄前一個節點，cur記錄現在的節點，重點在于要使用一個temp指針存儲cur之后的節點，否則后續將無法繼續翻轉，因為你已經無法找到后續的節點了，內存已經泄漏。

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* temp; // 保存cur的下一個節點
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = NULL;
        while(cur) {
            temp = cur->next;  // 保存一下 cur的下一個節點，因為接下來要改變cur->next
            cur->next = pre; // 翻轉操作
            // 更新pre 和 cur指針
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
};