剑指offer(22 链表中倒数第k个结点) 题解

剑指offer-22 链表中倒数第k个结点

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题目

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,从头结点开始它们的值依次是1、2、3、4、5、6。这个链表的倒数第3个结点是值为4的结点。

思路1

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。那就可以从头开始遍历链表,先获取节点个数n,然后第二次遍历即可获得目标节点。

上代码

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {
        int count = 1;
        ListNode team = head;
        while (team != null) {
            count++;
            team = team.next;
        }
        int target = count - k;
        int index = 1;
        while (head!= null) {
            if (index == target) {
                return head;
            }
            index++;
            head = head.next;
        }
        return head;
    }
}

但是,这种思路需要遍历链表两次,第一次统计出链表中结点的个数,第二次才能找到倒数第k个结点。

思路2

剑指offer原文中提出了快慢指针的思路。为了能够只遍历一次就能找到倒数第k个节点,可以定义两个指针:

1.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;
2.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;
3.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。

这个思想就像两辆车中间拖个绳子,前车走的如果超过绳子长度就拉着后车保持绳子长度跑。

上代码

附剑指offer原文中解法的Java版,供读者参考。


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

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {
        if(head == null || k == 0){
            return null;
        }
        ListNode fastNode = head;
        ListNode slowNode = head;
        for(int i = 1;i < k;i++){
            if(fastNode.next == null){
                return null;
            }
            fastNode = fastNode.next;
        }
        while(fastNode.next != null){
            fastNode = fastNode.next;
            slowNode = slowNode.next;
        }
        return slowNode;
    }
}

思考

上面的代码存在3处鲁棒性问题:

•输入的head为空。程序崩溃。

•输入的以head为头结点的链表的结点总数少于k。由于在for循环中会在链表上向前走k-1步,仍然会由于空指针造成程序崩溃。

•输入的参数k为0。由于k是一个无符号整数,那么在for循环中k-1得到的将不是-1,而是4294967295(无符号的0xFFFFFFFF)。因此for循环执行的次数远远超出我们的预计,同样也会造成程序崩溃。

解决:在处理前增加非空校验以及判断参数k是否为零的代码;在for循环中增加判断下一个节点是否是空指针的代码。

References

[1] 《剑指offer(第二版)》 何海涛著
[2] https://blog.youkuaiyun.com/u010651249/article/details/90247595

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