面试算法TOP101——链表多节点增删查改

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0.链表中倒数最后k个节点

描述

输入一个长度为 n 的链表,设链表中的元素的值为 ai ,返回该链表中倒数第k个节点。

如果该链表长度小于k,请返回一个长度为 0 的链表。

数据范围:0 ≤ n ≤ 10e5,0 ≤ ai ≤ 10e9,0 ≤ k ≤ 10e9

要求:空间复杂度 O(n),时间复杂度 O(n)

进阶:空间复杂度 O(1),时间复杂度 O(n)

例如输入{1,2,3,4,5},2时,对应的链表结构如下图所示:

其中蓝色部分为该链表的最后2个节点,所以返回倒数第2个节点(也即节点值为4的节点)即可,系统会打印后面所有的节点来比较。

示例1

输入:{1,2,3,4,5},2
返回值:{4,5}
说明:返回倒数第2个节点4,系统会打印后面所有的节点来比较。 

示例2

输入:{2},8
返回值:{}

解题思路

可以使用滑动窗口思想解决,先让一个指针pre移动k步,如果pre过程中链表长度不够,则返回null。然后再用一个指针cur从链表头节点出发,两个指针同时逐步移动,当pre移动到链表尾部时,cur刚好在链表末尾最后第k个节点处,返回cur。

public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {
        ListNode pre = pHead;
        ListNode cur = pHead;
        
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (pre == null) {
                return null;
            }
            pre = pre.next;
        }
        
        while (pre != null) {
            cur = cur.next;
            pre = pre.next;
        }
        
        return cur;
    }

时间复杂度O(N)
空间复杂度O(1)

1.删除链表的倒数第n个节点

描述

给定一个链表,删除链表的倒数第 n 个节点并返回链表的头指针
例如, 给出的链表为: 1→2→3→4→5, n=2.
删除了链表的倒数第 n 个节点之后,链表变为1→2→3→5.

数据范围: 链表长度 0 ≤ n ≤ 1000,链表中任意节点的值满足 0 ≤ val ≤ 100

要求:空间复杂度 O(1)O(1),时间复杂度 O(n)O(n)
备注:题目保证 nn 一定是有效的

示例1

输入:{1,2},2    
返回值:{2} 

解题思路

同样使用滑动窗口,pre指针先移动,cur等pre移动了n次之后再一块移动,和上面那题不一样的地方在于,要考虑删除的节点可能是链表的头节点,所以要使用一个指针res,它指向head节点,又因为题目要求删除节点,所以不能将cur指针移动到倒数第n个节点处,而是应该移动到倒数第n个节点的前一个节点地方,所以cur应该从res开始移动。

public ListNode removeNthFromEnd (ListNode head, int n) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        ListNode res = new ListNode(-1);
        res.next = head;
        
        ListNode pre = head;
        ListNode cur = res;
        
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (pre == null) {
                return null;
            }
            pre = pre.next;
        }
        
        while (pre.next != null) {
            cur = cur.next;
            pre = pre.next;
        }
        cur.next = cur.next.next;
        
        return res.next;
    }