15.链表中倒数第k个结点(JAVA)

链表中倒数第k个结点

题目描述

输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。

具体实现

解法一:

**解题思路:**先遍历统计总的结点数count,分两种情况

  • 1.如果k > count,则直接返回null

  • 2.如果k < count,从第一个结点一直遍历到第count-k个结点,该结点就是结果。

    **缺点:**这种做法太浪费时间了,因为要遍历链表两次,链表遍历是比较慢的。

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
	public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
    	if(head == null)
    		return head;
    	int count = 1;
    	ListNode temp = head;
    	while(temp.next != null) {//统计结点数量
    		count++;
    		temp = temp.next;
    	}
    	if(count < k)//结点数小于k直接返回null
    		return null;
    	for(int i = 0;i < count-k; i++) {//遍历直到第count-k个
    		head = head.next;
    	}
    	return head;
    }
}

解法二:

**解题思路:**这种解法比上一种解法好了很多,这种解法只需要遍历链表一次,而且这种解法也处理了非法的输出。

  • 1.如果输入的链表为null或者k=0(k=0没有意义)的话,那么直接就返回null。
  • 2.如果链表的结点数少于k个也是返回null。
  • 3.建立两个指针p1=head、p2=head,p1先走k-1步(如果这时p1.next != null,则说明总结点数大于等于k),
  • 然后p1和p2同时走,直到p1走到末尾,即p1.next == null,这时p2就是倒数第k个结点(因为p2-p1+1即k个结点)
/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
    	if(head == null || k == 0)//链表为空或者k=0则没有意义返回null
    		return null;
    	ListNode p1 = head, p2 = null;
    	for(int i = 0; i < k - 1; ++i) {//p1先走k-1步
    		if(p1.next != null)
    			p1 = p1.next;
    		else {			//如果走k-1步中途走到链表末尾的话,那么这个链表则没有意义了,返回null
    			return null;
    		}
    	}
    	p2 = head;
    	while(p1.next != null) {//p1、p2同时走,直到p1到达末尾,p2即是倒数第k个结点。
    		p1 = p1.next;
    		p2 = p2.next;
    	}
    	return p2;
    }
}
### Java 实现链表倒数第 K 个节点 ACM 解法 以下是基于双指针方法的时间复杂度为 \(O(n)\) 的解决方案。该方法通过两个指针之间的距离来定位目标节点。 #### 双指针法原理 双指针法的核心在于维护两个指针 `fast` 和 `slow`,初始时都指向链表头部。先让 `fast` 移动 \(k\) 步,随后同步移动 `fast` 和 `slow`,直到 `fast` 到达链表末尾。此时,`slow` 所在位置即为目标节点的位置[^2]。 #### 定义链表结构 首先定义链表节点类: ```java class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; next = null; } } ``` #### 寻找倒数第 K 个节点的实现代码 下面是完整的 Java 方法实现: ```java public class Solution { public static ListNode findKthToTail(ListNode head, int k) { if (head == null || k <= 0) { return null; // 边界条件处理 } ListNode fast = head; ListNode slow = head; // 让 fast 先走 k 步 for (int i = 0; i < k; i++) { if (fast != null) { fast = fast.next; } else { return null; // 如果链表长度小于 k,则返回 null } } // 同步移动 fast 和 slow,直到 fast 到达链表末尾 while (fast != null) { fast = fast.next; slow = slow.next; } return slow; // 返回慢指针所在位置,即倒数第 k 个节点 } public static void main(String[] args) { // 构造测试用例 ListNode node1 = new ListNode(1); ListNode node2 = new ListNode(2); ListNode node3 = new ListNode(3); ListNode node4 = new ListNode(4); ListNode node5 = new ListNode(5); node1.next = node2; node2.next = node3; node3.next = node4; node4.next = node5; int k = 2; ListNode result = findKthToTail(node1, k); if (result != null) { System.out.println("倒数第 " + k + " 个节点的值为:" + result.val); // 输出应为 4 } else { System.out.println("未找到符合条件的节点"); } } } ``` 上述代码实现了寻找链表倒数第 \(k\) 个节点的功能,并考虑了边界情况(如链表为空或 \(k\) 超过链表长度的情况)。 --- #### 时间与空间复杂度分析 - **时间复杂度**: 整体只需遍历一次链表即可完成操作,因此时间复杂度为 \(O(n)\)。 - **空间复杂度**: 使用了常量级额外空间存储指针变量,故空间复杂度为 \(O(1)\)。 --- ###
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