HJ51-输出单向链表中倒数第k个结点

最新推荐文章于 2025-12-06 21:23:07 发布
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分类专栏： 【Python】华为OD面试题 文章标签： 链表 数据结构 算法 python 华为
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这篇博客介绍如何在单向链表中找到倒数第k个节点的方法。通过输入一个单向链表，算法的目标是输出链表中距离尾部第k个节点。示例情况和Python解决方案详细阐述了问题的解决过程。

1. 题目描述

输入一个单向链表，输出该链表中倒数第k个结点，链表的倒数第1个结点为链表的尾指针。

示例1:

输入：8
	 1 2 3 4 5 6 7 8
	 4
输出：5

2. Solution

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.
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◦ 线性结构：元素间呈一对一关系，包括数组（固定大小、随机访问快）、链表（动态大小、插入删除快）、栈（先进后出，栈顶操作）、队列（先进先出，首尾操作）、哈希表（键值映射，平均O(1)查询）。◦ 排序核心：冒泡排序（O(n²)，稳定）、快速排序（O(nlogn)，不稳定，分治思想）、归并排序（O(nlogn)，稳定，分治+合并）、堆排序（O(nlogn)，不稳定，利用堆特性）。◦ 基础操作：增（插入）、删（删除）、改（更新）、查（查找）、排序（调整元素顺序）。
C++实现数据结构——链表
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还可细分为单向链表、双向链表、单向环形链表（单向循环链表）、双向环形链表（双向循环链表）以及静态链表。线性表的链式存储方式为。
1.10.课设实验-数据结构-查找-机票查询
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使用C语言/C++设计关于机票查询的代码。
输出单向链表中倒数第k个结点 C语言
03-16
<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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