【Leetcode面试常见题目题解】7. 删除链表的倒数第 N 个结点

news2024/9/24 15:27:23

前言

本文是LC第19题：删除链表的倒数第 N 个结点

题目描述

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

限制：

链表中结点的数目为 sz
1 <= sz <= 30
0 <= Node.val <= 100
1 <= n <= sz

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

示例1：
在这里插入图片描述

输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]

示例 2：

输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]

解题思路

非递归解决
先求出链表的长度length，然后就可以找到要删除链表的前一个结点，让他的前一个结点指向要删除结点的下一个结点即可。以示例1为例画个图看一下

首先让 head 指针指向链表的第一个元素。

然后找到要删除节点的前一个节点。

最后让 pre->next 指针指向要删除节点的下一个节点。
双指针解法
上面是先计算链表的长度，其实不计算链表的长度也是可以，我们可以使用两个指针，一个指针fast先走n步，然后另一个指针slow从头结点开始，找到要删除结点的前一个结点，这样就可以完成结点的删除了。
递归解法
我们知道获取链表的长度除了上面介绍的一种方式以外，还可以写成递归的方式，比如

//求链表的长度
private int length(ListNode head) {
    if (head == null)
        return 0;
    return length(head.next) + 1;
}

上面计算链表长度的递归其实可以把它看做是从后往前计算，当计算的长度是n的时候就表示遍历到了倒数第n个节点了，这里只要求出倒数第n+1个节点，问题就迎刃而解了

代码

非递归解法——两次遍历

此解法，核心在于找到待删除节点——倒数第N个节点。
如果我们要删除的是第N个节点，那么可以写出的代码是
while (n--) { p = p->next;}
此时 p 节点指向的就是待删除节点。（p节点初始指向 dummynode）

转换一下题目，将倒数第N个节点转换为第M个节点，进行删除。那么M的值是多少？如果知道链表的长度L，那么M = L - N + 1。举个例子：链表 {1,2, 3, 4, 5}, L = 5, N =2, 要删除就是节点4，而根据公式算 M = 4，也就是要删除第 4 个节点，节点值为 4。

知道了要删除的节点所在位置（左->右遍历），那么很容易写出如下的代码：

int m = l - n + 1;
while (m--) {
	p = p->next;
}

那么代码链表长度 L 的值如何得来？答案是遍历一遍链表。

因此，这种解法我们需要遍历 2 遍链表，第一遍确定链表长度 L，第二遍找到待删除节点，进行删除。

这版代码简单，读者可以自行编写。
时间复杂度仍然是 O(n)

非递归解法——双指针版

可以将链表分为两部分，假设 L = M + N，链表分为 M 个节点和 N 个节点。
我们要删除的是倒数第 N 个节点，也就是第 M + 1 个节点，删除第 M + 1个节点，只需要知道第 M 个节点就可以。

如下，将链表分为两部分，后N个节点是没用的，所以我们可以“抹去后N个节点”，然后让链表指针从第一个节点，移动到最后一个节点。
在这里插入图片描述
这里我们将第 M 个节点（第3个节点）的下一个节点看做空，然后将一个指针看做初始指向第 M+1 个节点（待删节点），然后这个指针先向后移动 N 个节点，然后一直向后移动直到遇到第 M 个节点的下一个节点（空节点）。
这个时候，我们是不是就找到了第M个节点？而且回顾下这个过程：真正实际的步骤只有：

指针先向后移动N步，然后向后移动直到节点的next指针为空

在这个描述中，N是已知的，向后移动直到next指针为空则是虚构出来的条件。
因为事实上第 M 个节点的 next 指针指向的节点非空，我们只是为了方便理解如何找到第 M 个节点做出的一种辅助方式。

故，想让一个指针完成这个操作显然是不行的。我们需要再加一个指针，过程就变成了

fast 指针先向后移动 N 步， slow 指针不动
slow 指针和 fast 指针同时向后移动，直到节点的 next 为 NULL

而后，slow 指针指向的节点就是第 M 个节点。

代码如下

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        if(head == nullptr) return nullptr;

        ListNode* dummyNode = new ListNode(-1);
        dummyNode->next = head;
        ListNode* p = dummyNode;
        while(head)
        {
            if(n-- <= 0 && head) p = p->next;
            head = head->next;
        }
        p->next = p->next->next;

        head = dummyNode->next;
        delete dummyNode;
        return head;
    }
};