算法的学习笔记—链表中倒数第 K 个结点(牛客JZ22)

news2024/9/24 3:29:12

😀前言
在编程过程中，链表是一种常见的数据结构，它能够高效地进行插入和删除操作。然而，遍历链表并找到特定节点是一个典型的挑战，尤其是当我们需要找到链表中倒数第 K 个节点时。本文将详细介绍如何使用双指针技术来解决这个问题，并提供一个基于 Java 的具体实现。

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文章目录

🥰链表中倒数第 K 个结点
- 😄描述
- 😉示例1
- 😉示例2
- 😀解题思路
- 🥰代码实现
- - 😊 性能分析
- 😄总结

🥰链表中倒数第 K 个结点

牛客网

😄描述

输入一个长度为 n 的链表，设链表中的元素的值为 ai ，返回该链表中倒数第k个节点。如果该链表长度小于k，请返回一个长度为 0 的链表。

数据范围：0≤n≤10⁵，0≤a_i≤10⁹，0≤k≤10⁹

要求：空间复杂度 O(n)，时间复杂度 O(n)

进阶：空间复杂度 O(1)，时间复杂度 O(n)

例如输入{1,2,3,4,5},2时，对应的链表结构如下图所示：

其中蓝色部分为该链表的最后2个结点，所以返回倒数第2个结点（也即结点值为4的结点）即可，系统会打印后面所有的节点来比较。

😉示例1

输入：{1,2,3,4,5},2
返回值：{4,5}
说明：返回倒数第2个节点4，系统会打印后面所有的节点来比较。

😉示例2

输入：{2},8
返回值：{}

😀解题思路

解决这个问题的关键在于如何有效地遍历链表，同时保证我们能准确定位倒数第 K 个节点。最常见的方法是使用双指针技巧，即使用两个指针 P1 和 P2 来遍历链表。

初始化双指针： 首先，让指针 P1 向前移动 K 个节点，期间如果 P1 已经到达链表末尾，则表示链表长度不足 K，返回空链表。
同步移动双指针： 当 P1 移动到链表末尾时，指针 P2 开始从链表头同步移动。由于 P1 已经提前移动了 K 个节点，当 P1 到达链表末尾时，P2 正好位于倒数第 K 个节点处。
返回结果： 最终，返回指针 P2 所指向的节点，该节点即为所需的倒数第 K 个节点。

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🥰代码实现

下面是基于上述思路的 Java 代码实现：

public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {
        // 如果链表为空，直接返回 null
        if (head == null)
            return null;

        // 定义两个指针
        ListNode P1 = head;

        // 让 P1 先向前移动 K 个节点
        while (P1 != null && k-- > 0)
            P1 = P1.next;

        // 如果 K 还大于 0，说明链表长度小于 K
        if (k > 0)
            return null;

        // 定义第二个指针 P2
        ListNode P2 = head;

        // 同步移动 P1 和 P2，直到 P1 到达链表末尾
        while (P1 != null) {
            P1 = P1.next;
            P2 = P2.next;
        }

        // 返回 P2，此时 P2 位于倒数第 K 个节点
        return P2;
    }
}