剑指 Offer 22. 链表中倒数第k个节点

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剑指 Offer 22. 链表中倒数第k个节点

题目描述:输入一个链表,输出该链表中倒数第k个节点。为了符合大多数人的习惯,本题从1开始计数,即链表的尾节点是倒数第1个节点。

例如,一个链表有 6 个节点,从头节点开始,它们的值依次是 1、2、3、4、5、6。这个链表的倒数第 3 个节点是值为 4 的节点。

示例:

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 k = 2.
返回链表 4->5.

双指针

快慢指针,先让快指针走k步,然后两个指针同步走,当快指针走到头时,慢指针就是链表倒数第k个节点。

解题思路:

  • 第一时间想到的解法:

    1. 先遍历统计链表长度,记为 n ;
    2. 设置一个指针走 (n - k) 步,即可找到链表倒数第 k个节点。
  • 使用双指针则可以不用统计链表长度。

Go

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func getKthFromEnd(head *ListNode, k int) *ListNode {
    fast := head
    slow := head
    for i:=0;i<k;i++ {
        if fast != nil {
            fast = fast.Next
            continue
        }
        return nil
    }
    for fast != nil {
        fast, slow = fast.Next, slow.Next
    }
    return slow
}

image.png

算法流程:
  1. 初始化: 前指针 former 、后指针 latter ,双指针都指向头节点 head
  2. 构建双指针距离: 前指针 former 先向前走 k 步(结束后,双指针 formerlatter 间相距 k步)。// 相距k步后,快慢指针开始一起走
  3. 双指针共同移动: 循环中,双指针 formerlatter 每轮都向前走一步,直至 former 走过链表
  4. 尾节点 时跳出(跳出后, latter 与尾节点距离为 k-1,即 latter 指向倒数第 k 个节点)。
  5. 返回值: 返回 latter 即可。

复杂度分析:
  • 时间复杂度 O(N): N为链表长度;总体看, former 走了 N步, latter 走了 (N-k) 步。

  • 空间复杂度 O(1): 双指针 former , latter 使用常数大小的额外空间。

代码:

本题没有 k* 大于链表长度的 case ,因此不用考虑越界问题。 考虑越界问题的代码请见第三、四栏。

package com.nateshao.sword_offer.topic_17_getKthFromEnd;

/**
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/11/22 15:28
 * @微信公众号 程序员千羽
 * @个人网站 www.nateshao.cn
 * @博客 https://nateshao.gitee.io
 * @GitHub https://github.com/nateshao
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao
 * Description: 剑指 Offer  链表中倒数第k个节点
 * https://leetcode-cn.com/problems/lian-biao-zhong-dao-shu-di-kge-jie-dian-lcof
 */
public class Solution {

    public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {
        if (head == null || k == 0) return null; // head为空指针 or 输入的参数k为0; 鲁棒性也是很重要的~

        ListNode former = head, latter = head;
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (former == null && k > i) return null; // k大于链表的长度;
            former = former.next;
        }
        while (former != null) {
            former = former.next;
            latter = latter.next;
        }
        return latter;

    }

    /**
     * 思路:
     * 定义一快一慢两个指针,快指针走 K 步,然后慢指针开始走,当快指针和慢指针相差k步时。快慢指针一起走。
     * 当快指针到尾时,慢指针就找到了倒数第 K个节点。
     * 复杂度分析
     * 时间复杂度:O(n),其中 n 为链表的长度。我们使用快慢指针,只需要一次遍历即可,复杂度为 O(n)。
     * 空间复杂度:O(1)。
     *
     * @param head
     * @param k
     * @return
     */
    public ListNode findKthToTail(ListNode head, int k) {
        if (head == null || k < 1) return null;
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (k-- > 1) {// 先比较在判断
            if (fast.next == null) return null;
            fast = fast.next;
//            k--;
        }
        while (fast.next != null) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;

        ListNode(int x) {
            val = x;
        }
    }

}

链接:leetcode-cn.com/problems/li…