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题目描述

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？

解题思路

解决这个问题的关键是找到倒数第 n+1 个节点。我们可以使用两个指针 first 和 second 同时对链表进行遍历，并且 first 比 second 超前 n+1 步。当 first 遍历到链表末尾时，second 将指向倒数第 n+1 个节点。然后我们就可以调整 second 的 next 指针来删除倒数第 n 个节点。

代码实现

# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

def removeNthFromEnd(head: ListNode, n: int) -> ListNode:
    dummy = ListNode(0)
    dummy.next = head
    first = dummy
    second = dummy
    
    # 移动 first，使得 first 和 second 之间相隔 n+1 个节点
    for _ in range(n + 1):
        first = first.next
    
    # 同时移动 first 和 second，直到 first 指向链表末尾
    while first is not None:
        first = first.next
        second = second.next
    
    # 删除倒数第 n 个节点
    second.next = second.next.next
    
    return dummy.next

算法分析

• 时间复杂度：O(L)，其中 L 是链表的长度。算法对链表进行了一次遍历。
• 空间复杂度：O(1)，只用了常数级别的额外空间。

算法图解

初始状态

• 假设链表为 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5，n = 2，目标是删除倒数第二个节点，即节点 4。
• 我们引入一个哑节点（dummy node）作为链表的新头节点，这样可以方便地处理边界情况，比如删除头节点。

表示链表的表格如下：

添加双指针

• 设置两个指针 first 和 second，初始时都指向哑节点。

移动 first 指针

• 将 first 指针向前移动 n + 1 步，使得 first 和 second 之间相隔 n 个节点。

同时移动 first 和 second 指针

• 同时移动 first 和 second 指针，直到 first 指向链表末尾的空节点。此时，second 将指向倒数第 n + 1 个节点。

删除倒数第 N 个节点

• 调整 second 的 next 指针，使其指向倒数第 n 个节点的下一个节点，从而删除倒数第 n 个节点。

结果

删除节点 4 后的链表为：1 -> 2 -> 3 -> 5。

通过这种方法，我们只需要一趟扫描就能找到倒数第 n 个节点的位置，并进行删除操作，达到高效解决问题的目的。

结论

通过使用双指针的方法，我们可以高效地解决删除链表倒数第 N 个节点的问题，这个技巧在链表问题中非常实用，值得掌握。