【链表中倒数最后k个节点~~~链表+双指针+快慢指针】

题目描述

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。
在这里插入图片描述

例如输入{1,2,3,4,5},2时,对应的链表结构如下图所示:
在这里插入图片描述

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。

求解思路&实现代码

  1. 改题目是一道链表的题目,通过双指针-快慢指针来求解。具体的求解思路代码都在实现代码中
import java.util.*;
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) { 
        int n = 0;
        ListNode fast = pHead;
        ListNode slow = pHead;
        //快指针先行k步 fast-template
        for(int i = 0; i < k; i++){
            if(fast != null)
                fast = fast.next;
            //达不到k步说明链表过短,没有倒数k
            else
                return slow = null;
        }
        //快慢指针同步,快指针先到底,慢指针指向倒数第k个
        while(fast != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;}
}
### 使用快慢指针找到单向链表倒数第k个节点 要通过快慢指针方法来寻找单向链表中的倒数第 \( k \) 个节点,可以采用如下方式: #### 算法描述 1. 定义两个指针 `slow` 和 `fast`,初始都指向链表头部。 2. 让 `fast` 指针向前移动 \( k \) 步。如果在此过程中发现链表长度不足 \( k \),则返回错误提示或特殊值表示无法完成操作[^5]。 3. 接下来同时移动 `slow` 和 `fast` 指针,每次各前进一步,直到 `fast` 到达链表末尾(即 `fast->next == NULL` 或者 `fast == null`)[^4]。 4. 当 `fast` 达到链表末端时,`slow` 所处位置正好是倒数第 \( k \) 个节点。 以下是基于 C++ 的具体实现代码示例: ```cpp class Solution { public: int kthToLast(ListNode* head, int k) { ListNode *slow = head; ListNode *fast = head; // Move fast pointer ahead by 'k' steps. for (int i = 0; i < k; ++i) { if (!fast) return -1; // If the list has fewer than k nodes. fast = fast->next; } // Now move both pointers until fast reaches the end of the list. while (fast) { slow = slow->next; fast = fast->next; } // The value at the slow pointer is our result. return slow ? slow->val : -1; } }; ``` 上述代码实现了利用快慢指针的方法定位倒数第 \( k \) 节点的功能,并处理了一些边界情况,比如当链表长度小于 \( k \) 时会返回 `-1` 表明不存在这样的节点。 #### 复杂度分析 - 时间复杂度:\( O(n) \),其中 \( n \) 是链表的长度。因为整个过程只遍历了一次链表。 - 空间复杂度:\( O(1) \),仅使用了常量级额外空间存储指针变量。 此算法不仅高效而且简洁,在实际应用中有很高的实用价值。
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