剑指Offer - 面试题22：链表中倒数第K个节点

Posted 2021-07-18 林夕07

题目

输入一个链表，输出该链表中倒数第K个节点。为了和服大多数人习惯，本题从1开始计数，即链表的尾节点是倒数第1个节点。例如，一个链表有6个节点，从头节点开始，它们的值依次是1、2、3、4、5、6.这个链表的倒数第3个节点是值为4的节点。链表节点定义如下：

分析

二次遍历

我们很容易就想到，可以先遍历一次得出链表的长度，然后再从头开始向后移动len-k个节点。
C++

#include <iostream>
using namespace std;

 /*以下为链表的实现*/
typedef int TElemType;//链表节点值的数据类型
struct ListNode
{
    TElemType Data;
    ListNode* next;
};

void CreateList(ListNode** head)
{
    ListNode* p = nullptr;
    ListNode* q = nullptr;
    int data = 1;
    (*head) = new ListNode();
    if (nullptr == head)
    {
        cout << "申请空间失败！" << endl;
        return;
    }
    
    (*head)->next = nullptr;
    (*head)->Data = data++;
    q = *head;
    while (data < 7)
    {
        p = new ListNode();
        p->Data = data++;
        p->next = nullptr;
        q->next = p;
        q = p;
    }
}

void PrintList(ListNode* head)
{
    while (head != nullptr)
    {
        cout << head->Data;
        if (head->next == nullptr)
        {
            cout << " ";
        }
        else
        {
            cout << "->";
        }
        head = head->next;
    }
    cout << endl;
}

/*查找目标节点*/
ListNode* FindKthToTail(ListNode* pListHead, int k)
{
    if (pListHead == nullptr)//传入指针为空
    {
        return nullptr;
    }
    
    int len = 0;
    ListNode* p = pListHead;
    while (p != nullptr)//遍历计算链表长度
    {
        p = p->next;
        len++;
    }
    
    if (len < k)//判断查位置是否大于链表长度
    {
        return nullptr;
    }
    int n = len - k;
    p = pListHead;//让p回到链表头部
    while (n > 0 && p != nullptr)//第二次遍历，找目标节点
    {
        p = p->next;
        n--;
    }
    return p;
}

int main()
{
    ListNode* head = nullptr;
    
    CreateList(&head);//构造链表
    PrintList(head);//输出
    ListNode* ret = FindKthToTail(head, 3);//查找

    if (ret != nullptr)
    {
        cout << "该节点为：" << ret->Data << endl;
    }
    else
    {
        cout << "传入指针为空或者查找位置大于链表长度" << endl;
    }

    return 0;
}

双指针+一次遍历

假设我们链表长度为6，找倒数第4个节点

我们可以设定快指针fast和慢指针slow让快指针先走k-1步，到节点4位置。然后快慢指针一起走，快指针走完时，慢指针刚好在节点3的位置上。实现也是比较简单的，但是不容易想到。
C++

#include <iostream>
using namespace std;

 /*以下为链表的实现*/
typedef int TElemType;//链表节点值的数据类型
struct ListNode
{
    TElemType Data;
    struct ListNode* next;
};

void CreateList(ListNode** head)
{
    ListNode* p = nullptr;
    ListNode* q = nullptr;
    int data = 1;
    (*head) = new ListNode();
    if (nullptr == head)
    {
        cout << "申请空间失败！" << endl;
        return;
    }
    
    (*head)->next = nullptr;
    (*head)->Data = data++;
    q = *head;
    while (data < 7)
    {
        p = new ListNode();
        p->Data = data++;
        p->next = nullptr;
        q->next = p;
        q = p;
    }
}

void PrintList(ListNode* head)
{
    while (head != nullptr)
    {
        cout << head->Data;
        if (head->next == nullptr)
        {
            cout << " ";
        }
        else
        {
            cout << "->";
        }
        head = head->next;
    }
    cout << endl;
}

/*查找目标节点*/
ListNode* FindKthToTail(ListNode* pListHead, int k)
{
    if (pListHead == nullptr)//传入指针为空
    {
        return nullptr;
    }

    int i = 1;
    ListNode* fast = pListHead;
    ListNode* slow = pListHead;

    //走k-1步或者链表长度小于k提前终止， 下面需要判断因为什么退出的循环
    while (i < k && fast != nullptr)
    {
        fast = fast->next;
        i++;
    }

    if (nullptr == fast)//结束循环是因为遍历到空了
    {
        return nullptr;
    }

    while (fast->next != nullptr)//快指针到头了
    {
        fast = fast->next;
        slow = slow->next;
    }
    return slow;
}

int main()
{
    ListNode* head = nullptr;
    
    CreateList(&head);//构造链表
    PrintList(head);//输出
    ListNode* ret = FindKthToTail(head, 3);//查找

    if (ret != nullptr)
    {
        cout << "该节点为：" << ret->Data << endl;
    }
    else
    {
        cout << "传入指针为空或者查找位置大于链表长度" << endl;
    }

    return 0;
}

本章完！