LeetCode 19. 删除链表的倒数第N个节点 Remove Nth Node From End of List

给定一个链表，删除链表的倒数第 n 个节点，并且返回链表的头结点。

示例：

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 n = 2.

当删除了倒数第二个节点后，链表变为 1->2->3->5.

说明：

给定的 n 保证是有效的。

进阶：

你能尝试使用一趟扫描实现吗？

摘要

本文适用于初学者。它介绍了以下内容： 链表的遍历和删除其末尾的第 n 个元素。

解决方案

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方法一：两次遍历算法

思路

我们注意到这个问题可以容易地简化成另一个问题：删除从列表开头数起的第 (L−n+1)(L - n + 1)(L−n+1) 个结点，其中 LLL 是列表的长度。只要我们找到列表的长度 LLL，这个问题就很容易解决。

算法

首先我们将添加一个哑结点作为辅助，该结点位于列表头部。哑结点用来简化某些极端情况，例如列表中只含有一个结点，或需要删除列表的头部。在第一次遍历中，我们找出列表的长度 LLL。然后设置一个指向哑结点的指针，并移动它遍历列表，直至它到达第 (L−n)(L - n)(L−n) 个结点那里。我们把第 (L−n)(L - n)(L−n) 个结点的 next 指针重新链接至第 (L−n+2)(L - n + 2)(L−n+2) 个结点，完成这个算法。

图 1. 删除列表中的第 L - n + 1 个元素

复杂度分析

• 时间复杂度：O(L)O(L)O(L)，

  该算法对列表进行了两次遍历，首先计算了列表的长度 LLL 其次找到第 (L−n)(L - n)(L−n) 个结点。 操作执行了 2L−n2L-n2L−n 步，时间复杂度为 O(L)O(L)O(L)。

• 空间复杂度：O(1)O(1)O(1)，

  我们只用了常量级的额外空间。
   

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方法二：一次遍历算法

算法

上述算法可以优化为只使用一次遍历。我们可以使用两个指针而不是一个指针。第一个指针从列表的开头向前移动 n+1n+1n+1 步，而第二个指针将从列表的开头出发。现在，这两个指针被 nnn 个结点分开。我们通过同时移动两个指针向前来保持这个恒定的间隔，直到第一个指针到达最后一个结点。此时第二个指针将指向从最后一个结点数起的第 nnn 个结点。我们重新链接第二个指针所引用的结点的 next 指针指向该结点的下下个结点。

图 2. 删除链表的倒数第 N 个元素

复杂度分析

• 时间复杂度：O(L)O(L)O(L)，

  该算法对含有 LLL 个结点的列表进行了一次遍历。因此时间复杂度为 O(L)O(L)O(L)。

• 空间复杂度：O(1)O(1)O(1)，

  我们只用了常量级的额外空间。

 

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        if(head == null){
            return null;  
        }  
        
        ListNode p = head;  
        ListNode q = head;  
        
        for(int i = 0; i < n; i++)  {  
            q = q.next;  
        }  
        
        if(q == null)  {  
            head = head.next;  
            p = null;  
            return head;  
        }  
        
        while(q.next != null)  {  
            p = p.next;  
            q = q.next;  
        }  
        
        ListNode tmp = p.next.next;  
        p.next = tmp;  
        return head;  
    }
}