[程序员面试题精选100题]9.链表中倒数第k个结点

题目

输入一个单向链表，输出该链表中倒数第k个结点。链表的倒数第0个结点为链表的尾指针。

思路一

因为是单向链表，只有从前往后的指针而没有从后往前的指针。因此我们不能倒序遍历链表，只能正序遍历。假设整个链表有n个结点，那么倒数第k个结点是从头结点开始的第n-k-1个结点（从0开始计数）。我们只需要得到链表中结点的个数n，那我们只要从头结点开始往后走n-k-1步就可以了。
因此这种方法需要遍历链表两次。第一次得到链表中结点个数n，第二次得到从头结点开始的第n-k-1个结点即倒数第k个结点。时间复杂度为O(n)。

代码

    /*------------------------------------ * 日期：2015-02-08 * 作者：SJF0115 * 题目: 9.链表中倒数第k个结点 * 来源：程序员面试题精选100题 ---------------------------------------*/
    #include <iostream>
    #include <cstring>
    #include <vector>
    #include <queue>
    using namespace std;

    struct ListNode{
        int val;
        ListNode *next;
        ListNode(int x):val(x),next(NULL){}
    };

    class Solution {
    public:
        ListNode* FindKthTailNode(ListNode* head,int k) {
            if(head == nullptr || k < 0){
                return nullptr;
            }//if
            // 统计链表个数
            int count = 0;
            ListNode *p = head;
            while(p){
                p = p->next;
                ++count;
            }//while
            // 不足K个
            if(count < k){
                return nullptr;
            }//if
            // 倒数第K个节点
            int pos = count - k;
            p = head;
            for(int i = 0;i < pos;++i){
                p = p->next;
            }//for
            return p;
        }
    };

    int main(){
        Solution s;
        ListNode *head = new ListNode(1);
        ListNode *node;
        for(int i = 8;i >= 2;--i){
            node = new ListNode(i);
            node->next = head->next;
            head->next = node;
        }//for

        ListNode *result = s.FindKthTailNode(head,3);

        // 输出
        if(result == nullptr){
            cout<<"nullptr"<<endl;
        }//if
        else{
            cout<<result->val<<endl;
        }//else
        return 0;
    }

思路二

上面那种思路需要两次遍历，如何才能只需一次遍历呢？
如果我们在遍历时维持两个指针，第一个指针从链表的头指针开始遍历，在第k-1步之前，第二个指针保持不动， k-1 步开始，第二个指针也开始从链表的头指针开始遍历，两个指针齐头并进。由于两个指针的距离保持在k-1；当第一个（走在前面的）指针到达链表的尾结点时，第二个指针（走在后面的）指针正好是倒数第
K个节点。

代码二

    /*------------------------------------ * 日期：2015-02-08 * 作者：SJF0115 * 题目: 9.链表中倒数第k个结点 * 来源：程序员面试题精选100题 ---------------------------------------*/
    #include <iostream>
    #include <cstring>
    #include <vector>
    #include <queue>
    using namespace std;

    struct ListNode{
        int val;
        ListNode *next;
        ListNode(int x):val(x),next(NULL){}
    };

    class Solution {
    public:
        ListNode* FindKthTailNode(ListNode* head,int k) {
            if(head == nullptr || k < 0){
                return nullptr;
            }//if
            ListNode *p = head,*q = head;
            // 指针p移动k-1步
            int index = 1;
            while(index < k && p != nullptr){
                p = p->next;
                ++index;
            }//while
            // 不够K个
            if(p == nullptr){
                return nullptr;
            }//if
            // 同时移动
            while(p->next){
                p = p->next;
                q = q->next;
            }//while
            return q;
        }
    };

    int main(){
        Solution s;
        ListNode *head = new ListNode(1);
        ListNode *node;
        for(int i = 8;i >= 2;--i){
            node = new ListNode(i);
            node->next = head->next;
            head->next = node;
        }//for

        ListNode *result = s.FindKthTailNode(head,8);

        // 输出
        if(result == nullptr){
            cout<<"nullptr"<<endl;
        }//if
        else{
            cout<<result->val<<endl;
        }//else
        return 0;
    }

拓展

输入一个单向链表。如果该链表的结点数为奇数，输出中间的结点；如果链表结点数为偶数，输出中间两个结点前面的一个节点。

代码

    /*------------------------------------ * 日期：2015-02-08 * 作者：SJF0115 * 题目: 9.2链表中间结点 * 来源：程序员面试题精选100题 ---------------------------------------*/
    #include <iostream>
    #include <cstring>
    #include <vector>
    #include <queue>
    using namespace std;

    struct ListNode{
        int val;
        ListNode *next;
        ListNode(int x):val(x),next(NULL){}
    };

    class Solution {
    public:
        ListNode* FindMidNode(ListNode* head) {
            if(head == nullptr){
                return nullptr;
            }//if
            ListNode *slow = head,*fast = head;
            while(fast->next != nullptr && fast->next->next != nullptr){
                slow = slow->next;
                fast = fast->next->next;
            }//while
            return slow;
        }
    };

    int main(){
        Solution s;
        ListNode *head = new ListNode(1);
        ListNode *node;
        for(int i = 8;i >= 2;--i){
            node = new ListNode(i);
            node->next = head->next;
            head->next = node;
        }//for

        ListNode *result = s.FindMidNode(head);

        // 输出
        if(result == nullptr){
            cout<<"nullptr"<<endl;
        }//if
        else{
            cout<<result->val<<endl;
        }//else
        return 0;
    }