链表倒数第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。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，从头结点开始他们的值依次是1、2、3、4、5、6，则倒数第3个结点是4。

链表结点定义如下：

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


    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/

思路分析

    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，可是本题中的单链表的结点没有从后往前的指针，所以这种思路行不通。

    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，如果我们可以得到链表中结点的个数n，那么我们只要从头结点往后走n-k+1步就可以了。得到结点个数仍需要遍历一遍链表。

    但是上述方法需要遍历链表两次，但是往往要求我们只能遍历一次链表，此时如何实现呢？

    为了实现只遍历一次链表，我们可以定义两个指针：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；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。由于两个指针的距离始终保持在k-1，当第一个指针（走在前面的）到达链表尾结点时，第二个指针刚好指向倒数第k个结点。

    关于如何想到这个方法，可以逆向思考：倒数第k个结点与尾结点之间正好差k-1个结点，所以只要从最开始，让两个结点相差k-1个结点，然后在此基础上“同步前进”，当前面的指针到达尾结点时，后面的结点即到达指定位置。

注意    

        为保证代码的鲁棒性，有三个特殊情况需要注意：

        1.链表为空链表。2.k为0。  3.链表的结点总数大于n。

Java实现

public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
        //特殊值处理，很重要！
        //考虑输入为空链表或者k为0，都为特殊情况，返回null
        if(head==null||k==0)
            return null;
        //先走的指针
        ListNode p1=head;
        //后走的指针
        ListNode p2=null;
        for(int i=1;i<=k-1;i++){
            //判断当输入的k是否大于实际链表中元素的个数          
            if(p1.next!=null)
                p1=p1.next;
            //如果在循环内部，p.next==null，则证明此时k是大于实际链表的元素个数的，返回空
            else
                return null;
        }
        //p1和p2之间始终相差k-1个元素，当p1指向尾结点时，p2指向的结点刚好为要查找的结点
        p2=head;
        while(p1.next!=null){
            p1=p1.next;
            p2=p2.next;
        }
          
        return p2;
  
    }
}