输出链表中倒数第k个结点(双指针)(Java实现)

题目:

输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。

示例:

输入:1,{1,2,3,4,5}

复制返回值:{5}

思路:

解法一:找规律

1.有关找结点的问题,要考虑链表中结点数不够的情况,即没有结点可找,返回 null 。

2.求出结点个数,再根据 k 值决定向后跳几步
 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5   k = 3,size = 5,要跳 2 步。
 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5   k = 1,size = 5,要跳 4 步。 

总结出:x = size - k

代码:

//求出链表中元素个数
public static int size(ListNode head){
        int size = 0;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null){
            size++;
            cur = cur.next;
        }
        return size;
    }
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {
        ListNode cur = head;
        int size = size(head);
        if (size < k){
            return null;
        }
        for (int i = 0; i < size - k; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

解法二: 双指针法(前后引用)

定义前引用和后引用,同步进行。

这里要考虑普遍情况和特殊情况,详细分析和图如下:

代码:

public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {
        ListNode forward = head;
        ListNode backward = head;
        //先让 forward 向前跳 k 步
        //此时我们没有求链表的长度,所以当链表不够的时候,forward引用一定指向null
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (forward == null){
                return null;
            }
            forward = forward.next;
        }
        //forward 先跳完后,前后引用一起跳
        while (forward != null){
            forward = forward.next;
            backward = backward.next;
        }
        return backward;
    }

 

### Java 实现链表倒数第 K 个节点 ACM 解法 以下是基于双指针方法的时间复杂度为 \(O(n)\) 的解决方案。该方法通过两个指针之间的距离来定位目标节点。 #### 双指针法原理 双指针法的核心在于维护两个指针 `fast` 和 `slow`,初始时都指向链表头部。先让 `fast` 移动 \(k\) 步,随后同步移动 `fast` 和 `slow`,直到 `fast` 到达链表末尾。此时,`slow` 所在位置即为目标节点的位置[^2]。 #### 定义链表结构 首先定义链表节点类: ```java class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; next = null; } } ``` #### 寻找倒数第 K 个节点的实现代码 下面是完整的 Java 方法实现: ```java public class Solution { public static ListNode findKthToTail(ListNode head, int k) { if (head == null || k <= 0) { return null; // 边界条件处理 } ListNode fast = head; ListNode slow = head; // 让 fast 先走 k 步 for (int i = 0; i < k; i++) { if (fast != null) { fast = fast.next; } else { return null; // 如果链表长度小于 k,则返回 null } } // 同步移动 fast 和 slow,直到 fast 到达链表末尾 while (fast != null) { fast = fast.next; slow = slow.next; } return slow; // 返回慢指针所在位置,即倒数第 k 个节点 } public static void main(String[] args) { // 构造测试用例 ListNode node1 = new ListNode(1); ListNode node2 = new ListNode(2); ListNode node3 = new ListNode(3); ListNode node4 = new ListNode(4); ListNode node5 = new ListNode(5); node1.next = node2; node2.next = node3; node3.next = node4; node4.next = node5; int k = 2; ListNode result = findKthToTail(node1, k); if (result != null) { System.out.println("倒数第 " + k + " 个节点的值为:" + result.val); // 输出应为 4 } else { System.out.println("未找到符合条件的节点"); } } } ``` 上述代码实现了寻找链表倒数第 \(k\) 个节点的功能,并考虑了边界情况(如链表为空或 \(k\) 超过链表长度的情况)。 --- #### 时间与空间复杂度分析 - **时间复杂度**: 整体只需遍历一次链表即可完成操作,因此时间复杂度为 \(O(n)\)。 - **空间复杂度**: 使用了常量级额外空间存储指针变量,故空间复杂度为 \(O(1)\)。 --- ###
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