链表的倒数第k个节点

题目

输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。为了符合大多数人的习惯,本题从1开始计数,即链表的尾结点是倒数第1个结点。例如一个链表有6个结点,从头结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个结点是值为4的结点。

解题思路

1.不可行的常规解法

  为了得到倒数第k个结点,很自然的想法是先走到链表的尾端,再从尾端回溯k步。当时,从链表结点的定义可以看出本题中的链表是单向链表,单向链表的结点只有从前往后的指针而没有从后往前的指针,因此这种思路行不通,它只适用于双向链表。

  如果链表定义中有指向前一个节点的指针,那么此解法是可行的

2.可行但不高效的常规解法

  假设整个链表有n个结点,那么倒数第k个结点就是从头结点开始的第n-k+1个结点。如果我们能够得到链表中结点的个数n,那我们只要从头结点开始往后走n-k+1步就可以了。

  那么,这里的重点就在于如何求链表中节点的个数n,只需要从头开始遍历链表,每经过一个结点,计数器加1就行了。

  但是,问题来了:这种思路需要遍历链表两次,第一次统计出链表中结点的个数,第二次才能找到倒数第k个结点

3.可行且高效的解法

  为了能够只遍历一次就能找到倒数第k个节点,可以定义两个指针:

  (1)第一个指针从链表的头指针开始遍历向前走k-1,第二个指针保持不动

  (2)从第k步开始,第二个指针也开始从链表的头指针开始遍历

  (3)由于两个指针的距离保持在k-1,当第一个(走在前面的)指针到达链表的尾结点时,第二个指针(走在后面的)指针正好是倒数第k个结点

  下图展示了在有6个结点的链表上找倒数第3个结点的过程:

拓展

  1. 当我们用一个指针遍历链表不能解决问题的时候,可以尝试用两个指针来遍历链表。可以让其中一个指针遍历的速度快一些(比如一次在链表上走两步),或者让它先在链表上走若干步。
  2. 求链表的中间节点如果链表的结点总数为奇数,返回中间节点,如果链表的总数为偶数,返回中间两个结点中的任意一个也可以定义两个指针,同时从链表的头出发,一个走一步,一个走两步,走的快的到表尾时,走得慢的正好是中间结点。
  3. 当用一个指针遍历链表不能解决问题的话,尝试用两个链表
    /*
    struct ListNode {
        int val;
        struct ListNode *next;
        ListNode(int x) :
                val(x), next(NULL) {
        }
    };*/
    class Solution {
    public:
        ListNode* FindKthToTail(ListNode* head, unsigned int k) {
            if(!head)
                return nullptr;
            
            ListNode *fast=head,*slow=head;
            while(k--) 
            {
                /*果走不到第k步(nullptr节点是可以走到的,但是nullptr节点没有next,所以只能走到nullptr),
                说明链表长度不够k,直接返回nullptr*/
               if(fast==nullptr)
                   return nullptr;
                fast=fast->next;
            }
            while(fast)
            {
                fast=fast->next;
                slow=slow->next;
            }
            return slow;
        }
    };

解决代码鲁棒性

(1)输入的head为空指针。由于代码会试图访问空指针指向的内存,程序崩溃

    解决:在处理前增加判断空指针的代码

(2)输入的以head为头结点的链表的结点总数少于k。由于在for循环中会在链表上向前走k-1步,仍然会由于空指针造成程序崩溃

    解决:在for循环中增加判断下一个节点是否是空指针的代码

(3)输入的参数k为0。由于k是一个无符号整数,那么在for循环中k-1得到的将不是-1,而是4294967295(无符号的0xFFFFFFFF)。因此for循环执行的次数远远超出我们的预计,同样也会造成程序崩溃

原文地址:https://www.cnblogs.com/tianzeng/p/10176914.html