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// 單鏈表
struct ListNode {
    int val;  // 節點上存儲的元素
    ListNode *next;  // 指向下一個節點的指針
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}  // 節點的構造函數
};

ListNode* head = new ListNode(5);

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 設置一個虛擬頭結點
        dummyHead->next = head; // 將虛擬頭結點指向head，這樣方便後面做刪除操作
        ListNode* cur = dummyHead;
        while (cur->next != NULL) {
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};

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); // 這裡定義的頭結點 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，插入完成後，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++;
    }

    // 在鏈表最後面添加一個節點
    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，那麼新插入的節點為鏈表的新頭節點。
    // 如果index 等於鏈表的長度，則說明是新插入的節點為鏈表的尾結點
    // 如果index大於鏈表的長度，則返回空
    // 如果index小於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 大於等於鏈表的長度，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）並非就是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
        //如果之後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;

};

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;
    }
};

class Solution {
public:
    ListNode* reverse(ListNode* pre,ListNode* cur){
        if(cur == NULL) return pre;
        ListNode* temp = cur->next;
        cur->next = pre;
        // 可以和雙指針法的代碼進行對比，如下遞歸的寫法，其實就是做了這兩步
        // pre = cur;
        // cur = temp;
        return reverse(cur,temp);
    }
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        // 和雙指針法初始化是相同的邏輯
        // ListNode* cur = head;
        // ListNode* pre = NULL;
        return reverse(NULL, head);
    }

};