链表中倒数第k个结点

最新推荐文章于 2025-09-11 19:19:55 发布

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文章标签：数据结构与算法

原文链接：http://www.cnblogs.com/phquan/archive/2012/11/12/2766560.html

题目：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0个结点为链表的尾指针。链表结点定义如下：

struct ListNode
{
int data;
ListNode *next;
};

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。可是输入的是单向链表，只有从前往后的指针而没有从后往前的指针。因此我们需要打开我们的思路。

既然不能从尾结点开始遍历这个链表，我们还是把思路回到头结点上来。假设整个链表有n个结点，那么倒数第k个结点是从头结点开始的第n-k-1个结点（从0开始计数）。如果我们能够得到链表中结点的个数n，那我们只要从头结点开始往后走n-k-1步就可以了。如何得到结点数n？这个不难，只需要从头开始遍历链表，每经过一个结点，计数器加一就行了。

这种思路的时间复杂度是O(n)，但需要遍历链表两次。第一次得到链表中结点个数n，第二次得到从头结点开始的第n-k-1个结点即倒数第k个结点。

代码：

 1 ListNode *FindKthToTail(ListNode *pHeader, int k)
 2 {
 3     if(pHeader == NULL)
 4         return NULL;
 5     ListNode *pCurrent = pHeader;
 6     int iTmp = 0;
 7 
 8     //计数节点个数
 9     while(pCurrent->next != NULL)
10     {
11         pCurrent = pCurrent->next;
12         iTmp++;
13     }
14     if(iTmp < k)
15         return NULL;
16     pCurrent = pHeader;
17 
18      //指针移至链尾钱k个节点
19     for(int i = 0; i < iTmp - k; ++i)
20         pCurrent = pCurrent->next;
21     return pCurrent;
22 }

如果链表的结点数不多，这是一种很好的方法。但如果输入的链表的结点个数很多，有可能不能一次性把整个链表都从硬盘读入物理内存，那么遍历两遍意味着一个结点需要两次从硬盘读入到物理内存。我们知道把数据从硬盘读入到内存是非常耗时间的操作。我们能不能把链表遍历的次数减少到1，如果可以，将能有效地提高代码执行的时间效率。

如果我们在遍历时维持两个指针，第一个指针从链表的头指针开始遍历，在第k-1步之前，第二个指针保持不动；在第k-1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保持在k-1，当第一个（走在前面的）指针到达链表的尾结点时，第二个指针（走在后面的）指针正好是倒数第k个结点。

这种思路只需要遍历链表一次。对于很长的链表，只需要把每个结点从硬盘导入到内存一次。因此这一方法的时间效率前面的方法要高。

代码如下：

 1 ListNode *FindKthToTail(ListNode *pHeader, int k)
 2 {
 3     if(pHeader == NULL)
 4         return NULL;
 5 
 6     //定义两个指针
 7     ListNode *pTmp = pHeader;
 8     ListNode *pStart = pHeader;
 9 
10     //其中一个指针先向前移动k-1个位置
11     for(int i = 0; i < k; ++i)
12     {
13         if(pTmp->next != NULL)
14             pTmp = pTmp->next;
15         else
16             return NULL;
17     }
18 
19     //两个指针向后移动
20     while(pTmp->next != NULL)
21     {
22         pTmp = pTmp->next;
23         pStart = pStart->next;
24     }
25     return pStart;
26 }