链表的中间结点与链表的倒数第k个结点(精美图示详解哦)

news2024/11/15 2:10:37

全文目录

  • 引言
  • 链表的中间结点
    • 题目描述与思路
    • 实现
  • 链表的倒数第k个结点
    • 题目描述与思路
    • 实现
  • 总结

引言

在上一篇文章中,介绍了反转链表
我们利用了链表是逻辑连续的特点,逆置了链表的逻辑连接顺序,从而实现反转链表:
戳我查看反转链表详解哦

在本篇文章中,我们将介绍找链表的中间结点与链表的倒数第k个结点:
(由于这两道题目的思路比较简单,就放在一起介绍)
链表的中间结点OJ链接
链表的倒数第k个结点OJ链接

链表的中间结点

题目描述与思路

在这里插入图片描述
这道题要求我们找到链表的中间结点并返回这个中间结点。
若链表有奇数个结点,返回中间结点地址;若链表有偶数个结点,这个链表就有两个中间结点,返回后一个。即如果单链表有5个结点,返回第3个结点的地址;若单链表有6个节点,返回后一个中间结点,即第4个结点。
函数的参数为链表第一个结点的地址。结构体变量与主函数部分已经定义,我们只需要实现接口即可。

对于这道题目,我们当然可以先遍历链表,计算出链表的长度,再运算出中间结点是第几个。然后再遍历到该位置并返回即可。
但是这样的算法显得有些麻烦,有没有一种算法可以实现只遍历一遍就找到中间结点呢?

当然是可以的:
我们可以采用快慢指针的方法来实现:快指针一次向前移动两个结点;慢指针一次向前移动一个结点。当快指针到链表末尾时,慢指针的位置就是单链表的中间结点:

实现

为了使代码更简洁,我们可以对结构体名称重命名:

typedef struct ListNode ListNode;

要实现这个算法,我们首先需要两个指针变量fast与slow,将它们都初始化为单链表头结点的地址:

ListNode* fast = head;
ListNode* slow = head;

然后while循环,每次循环中slow向后移动一个结点;fast向后移动两个结点。

当fast->next为NULL时,即fast已经不能实现向后移动两个结点了,所以此时跳出循环。并且,当fast后面两个结点均不为NULL时,才进行向后移动的操作,否则跳出循环。每次循环,先执行slow指针向后移动一个结点,这样可以使链表长度为偶数时,slow指向中间结点的后一个:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

typedef struct ListNode ListNode;

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) 
{
   ListNode* fast = head;
   ListNode* slow = head;
   while (fast->next)
   {
       slow = slow->next;
       if (fast->next->next)
       {
           fast = fast->next->next;
       }
       else
       {
           break;
       }
   }
   return slow;
}

链表的倒数第k个结点

题目描述与思路

在这里插入图片描述
这道题要求我们找到单链表中的倒数第k个结点。

我们当然可以遍历整链表,计算链表的长度。计算出链表的倒数第k个元素的位置后,再遍历找到,并返回。
但是这样的算法显得有些麻烦,我们可以尝试在只遍历一遍的情况下实现:

我们可以使用双指针的方法,先让快指针向后移动k个结点。然后两个指针一起向后移动,当快指针t指向最后一个结点时,慢指针就指向链表的倒数第k个结点。

实现

为了使代码更简洁,我们可以对结构体名称重命名:

typedef struct ListNode ListNode;

要实现这个算法,我们首先需要两个指针变量fast与slow,将它们都初始化为单链表头结点的地址:

ListNode* fast = pListHead;
ListNode* slow = pListHead;

首先判断k是否为0与链表是否为空,如果是,则直接返回NULL;

然后将fast指针向后移动k-1个结点,若fast在向后移动时,fast为NULL说明链表的长度小于k-1,此时返回NULL。我们可以通过在循环之后对fast指针进行判断,从而得知循环是否因链表长度不足而结束。

如果不是,则进入循环,slow指针与fast指针同时向前移动,当fast指针指向链表的最后一个结点时,slow指向的就是倒数第k个元素,返回slow即可。
需要注意的是,此时要求fast指针在链表最后一个结点时停下,所以while的判断雕件为fast->nex,而不是fast:
在这里插入图片描述

typedef struct ListNode ListNode;

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k)
{
    ListNode* fast = pListHead;
    ListNode* slow = pListHead;
    if (k == 0 || pListHead == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    while (--k != 0 && fast != NULL)//--k为条件时,循环k-1次
    {
        fast = fast->next;
    }
    if (fast == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    else
    {
        while (fast->next)
        {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next;
        }
    }
    return slow;
}

总结

当然,这只是其中一种方法,相信还有别的思路。欢迎大家在评论区讨论

还有几道关于单链表的题目讲解,欢迎持续关注哦

如果大家认为我对某一部分没有介绍清楚或者某一部分出了问题,欢迎大家在评论区提出

如果本文对你有帮助,希望一键三连哦

希望与大家共同进步哦

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