【牛客网】链表中倒数第k个结点

本文提供两种实现方式来找到链表中倒数第K个节点:一种是通过两次遍历来确定目标节点;另一种则仅需遍历一次链表即可完成任务。这两种方法都实现了高效地解决问题。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

  • 题目:
    输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。

  • AC的代码:

class Solution {
public:
    ListNode* FindKthToTail(ListNode* pListHead, unsigned int k) {
           if(pListHead==NULL)return NULL;
           int sum=1,sum1=1;
           ListNode *Node=pListHead;
           while(Node->next!=NULL){
               sum+=1;
               Node=Node->next;
           }
           if(k==1)return Node;//如果是最后一个节点
           Node=pListHead;
           while(Node->next!=NULL){
               if(sum1==sum-k+1)return Node;
               Node=Node->next;
               sum1+=1;
           }//如果是其他节点
           return NULL;
     }
};
  • 剑指Offer上的代码
class Solution {
public:
    ListNode* FindKthToTail(ListNode* pListHead, unsigned int k) {
      if (pListHead == NULL || k == 0)return NULL;
      ListNode* pAhead = pListHead;
      ListNode* pBehind = NULL;
      for (unsigned int i = 0; i < k - 1; i++){
        if (pAhead->next!=NULL)
            pAhead = pAhead->next;
        else return NULL;
      }
     pBehind = pListHead;
     while (pAhead->next != NULL){
        pAhead = pAhead->next;
        pBehind = pBehind->next;
     }
     return pBehind;
     }//只需遍历一遍
};
<think>嗯,用户问的是如何在C语言中输出单向链表倒数第k个结点。这个问题看起来是数据结构里的常见题目,可能是在准备面试或者做练习题吧。我需要先回忆一下单向链表的结构,以及如何遍历链表找到倒数第k个节点。 首先,单向链表只能从头节点开始逐个访问,不能直接反向遍历。所以,最直接的思路可能是先遍历一次链表,得到链表的长度n,然后再从头开始走n-k步,这样就找到了倒数第k个节点。不过这样的话需要两次遍历,时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1)。这种方法应该没错,但可能有更优的方法。 有没有办法只遍历一次链表呢?比如使用双指针的方法。让快指针先走k步,然后快慢指针一起走,当快指针到达末尾时,慢指针所在的位置就是倒数第k个节点。这种方法应该可行,而且只需要一次遍历。不过需要注意处理k大于链表长度的情况,这时候应该返回NULL或者提示错误。 那用户可能想要的是双指针的解法,因为这种方法更高效。不过需要确保代码的正确性,比如处理链表为空、k为0或者k超过链表长度的情况。另外,边界条件比如链表只有一个节点,k=1的情况也需要考虑。 现在需要把这些思路用C语言实现出来。首先定义链表的结构体,包含数据域和指向下一个节点的指针。然后编写函数,参数是链表的头节点和整数k,返回倒数第k个节点。 在函数里,首先判断链表是否为空或者k是否小于等于0,如果是的话直接返回NULL。然后初始化快慢指针,让快指针先走k步。在这个过程中,如果快指针在没走完k步之前就变成了NULL,说明链表长度不足k,返回NULL。然后快慢指针同时移动,直到快指针到达末尾,此时慢指针的位置就是目标节点。 测试的时候需要考虑各种情况,比如正常情况、k等于链表长度、k=1、k大于链表长度等等。确保代码的鲁棒性。 可能用户还希望看到具体的代码示例,所以需要把结构体定义和函数实现写出来,并加上注释说明每一步的作用。这样用户可以参考代码,理解思路。 总结一下,用户的需求是找到倒数第k个节点,用C语言实现。最佳方法是双指针,一次遍历,同时处理各种异常情况。需要详细解释思路,并给出代码示例,帮助用户理解和应用。</think>### 解答思路:双指针法(一次遍历) **核心思想**:使用两个指针(快指针`fast`和慢指针`slow`),让`fast`先走$k$步,然后`fast`和`slow`同步移动。当`fast`到达链表末尾时,`slow`的位置即为倒数第$k$个结点。 --- ### C语言实现代码 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义链表结点结构体 typedef struct ListNode { int val; struct ListNode *next; } ListNode; // 查找倒数第k个结点的函数 ListNode* findKthFromEnd(ListNode* head, int k) { if (head == NULL || k <= 0) return NULL; // 处理非法输入 ListNode *fast = head, *slow = head; // 快指针先走k步 for (int i = 0; i < k; i++) { if (fast == NULL) return NULL; // k超过链表长度 fast = fast->next; } // 快慢指针同步移动 while (fast != NULL) { fast = fast->next; slow = slow->next; } return slow; } // 测试用例 int main() { // 示例链表: 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 ListNode node5 = {5, NULL}; ListNode node4 = {4, &node5}; ListNode node3 = {3, &node4}; ListNode node2 = {2, &node3}; ListNode node1 = {1, &node2}; int k = 2; ListNode* result = findKthFromEnd(&node1, k); if (result != NULL) printf("倒数第%d个结点的值: %d\n", k, result->val); // 输出: 4 else printf("输入参数非法或链表长度不足\n"); return 0; } ``` --- ### 关键点解析 1. **边界条件处理** - 链表为空时直接返回`NULL` - $k \leq 0$时返回`NULL` - $k$超过链表长度时返回`NULL` 2. **时间复杂度** - **$O(n)$**:仅需一次遍历链表 - 优于两次遍历法(先计算长度再定位) 3. **数学原理** - 设链表总长为$n$,快指针先走$k$步后,剩余步数为$n - k$ - 快慢指针同步移动$n - k$步后,慢指针指向倒数第$k$个结点 --- ### 测试用例覆盖 | 测试场景 | 输入链表 | k | 预期输出 | |-------------------|----------------|-----|----------| | 正常情况 | 1->2->3->4->5 | 2 | 4 | | k=链表长度 | 1->2->3->4->5 | 5 | 1 | | k=1(最后一个结点)| 1->2->3->4->5 | 1 | 5 | | k>链表长度 | 1->2->3 | 5 | NULL | | 空链表 | NULL | 3 | NULL | --- ### 扩展思考 - **如何修改代码实现链表逆序**? 可通过三指针法(prev/curr/next)或递归实现逆序,再直接取第$k$个结点 - **如何验证链表是否有环**? 使用快慢指针法,若快指针追上慢指针则存在环
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