【Java】 劍指offer(22) 鏈表中倒數第k個結點

正文

本文參考自《劍指offer》一書，代碼採用Java語言。

更多：《劍指Offer》Java實現合集  

題目

　　輸入一個鏈表，輸出該鏈表中倒數第k個結點。爲了符合大多數人的習慣，本題從1開始計數，即鏈表的尾結點是倒數第1個結點。例如一個鏈表有6個結點，從頭結點開始它們的值依次是一、二、三、四、五、6。這個鏈表的倒數第3個結點是值爲4的結點。

思路

　　第一直覺是先從頭開始遍歷，計算鏈表個數n，而後從新遍歷，第n-k+1個結點即爲所須要的結點。可是須要遍歷2次。後面採用了棧進行實現該方法，空間複雜度比較大。書中的方法則是：設置兩個指針，第一個指針先遍歷k-1步；從第k步開始，第二個指針指向頭結點，兩個結點同時日後遍歷，當第一個指針到達最後一個結點時，第二個指針指向的正好是倒數第k個結點。（其實感受仍是近似遍歷了兩次啊。。）

測試算例　

　　1.功能測試（第k個結點分別在鏈表的中間，頭結點和尾結點）

　　2.特殊測試（頭結點爲null，k超出範圍）

完整Java代碼

（含測試代碼)

package _22;

import java.util.Stack;

/**
 * 
 * @Description 面試題22：鏈表中倒數第k個結點
 *
 * @author yongh
 * @date 2018年10月14日 下午4:23:32
 */

//題目：輸入一個鏈表，輸出該鏈表中倒數第k個結點。爲了符合大多數人的習慣，
//本題從1開始計數，即鏈表的尾結點是倒數第1個結點。例如一個鏈表有6個結點，
//從頭結點開始它們的值依次是一、二、三、四、五、6。這個鏈表的倒數第3個結點是
//值爲4的結點。

public class KthNodeFromEnd {
	public static class ListNode {
	    int val;
	    ListNode next = null;
	    ListNode(int val) {
	        this.val = val;
	    }

	}
	    
    //方法1：利用棧
    public ListNode FindKthToTail1(ListNode head,int k) {
        if(head==null || k<=0)
            return null;
        int numbOfList=1;
        Stack<ListNode> st = new Stack<ListNode>();
        st.push(head);
        ListNode node=head.next;
        while(node!=null){
            numbOfList++;
            st.push(node);
            node=node.next; 
        }
        if(k>numbOfList)
            return null;
        else{
            for(int i=1;i<=k;i++){
                node=st.pop();
            }
            return node;
        }
    }
    
    //方法2：利用兩個相距爲k-1的指針
    public ListNode FindKthToTail2(ListNode head,int k) {
        if(head==null || k<=0)
            return null;
        ListNode pAhead=head;
        for(int i=1;i<k;i++){
            pAhead=pAhead.next;
            if(pAhead==null)
            	return null; 
        }
        ListNode pBehind = head;
        while(pAhead.next!=null) {
        	pAhead=pAhead.next;
        	pBehind=pBehind.next;
        }
        return pBehind;
    }
    
    //=====================測試代碼=======================
    
    /*
     * null
     */
    void test1() {
    	ListNode head=null;
    	ListNode result=FindKthToTail2(head, 1);
    	if(result==null)
    		System.out.println("test1 passed!");
    	else
    		System.out.println("test1 failed!");   	
    }
    
    /*
     * k超出範圍
     */
    void test2() {
    	ListNode head=new ListNode(2);
    	ListNode result=FindKthToTail2(head, 2);
    	if(result==null)
    		System.out.println("test2 passed!");
    	else
    		System.out.println("test2 failed!");   	
    }
    
    /*
     * 單個結點
     */
    void test3() {
    	ListNode head=new ListNode(1);
    	ListNode result=FindKthToTail2(head, 1);
    	if(result.val==1)
    		System.out.println("test3 passed!");
    	else
    		System.out.println("test3 failed!");   	
    }
    
    /*
     * 尾結點
     */
    void test4() {
    	ListNode node1=new ListNode(1);
    	ListNode node2=new ListNode(2);
    	ListNode node3=new ListNode(3);
    	ListNode node4=new ListNode(4);
    	node1.next=node2;
    	node2.next=node3;
    	node3.next=node4;
    	ListNode result=FindKthToTail2(node1, 1);
    	if(result.val==4)
    		System.out.println("test4 passed!");
    	else
    		System.out.println("test4 failed!");   	
    }
    
    /*
     * 中間結點
     */
    void test5() {
    	ListNode node1=new ListNode(1);
    	ListNode node2=new ListNode(2);
    	ListNode node3=new ListNode(3);
    	ListNode node4=new ListNode(4);
    	node1.next=node2;
    	node2.next=node3;
    	node3.next=node4;
    	ListNode result=FindKthToTail2(node1, 2);
    	if(result.val==3)
    		System.out.println("test5 passed!");
    	else
    		System.out.println("test5 failed!");   	
    }
    
    /*
     * 頭結點
     */
    void test6() {
    	ListNode node1=new ListNode(1);
    	ListNode node2=new ListNode(2);
    	ListNode node3=new ListNode(3);
    	ListNode node4=new ListNode(4);
    	node1.next=node2;
    	node2.next=node3;
    	node3.next=node4;
    	ListNode result=FindKthToTail2(node1, 4);
    	if(result.val==1)
    		System.out.println("test6 passed!");
    	else
    		System.out.println("test6 failed!");   	
    }
    
    public static void main(String[] args) {
		KthNodeFromEnd demo = new KthNodeFromEnd();
		demo.test1();
		demo.test2();
		demo.test3();
		demo.test4();
		demo.test5();
		demo.test6();
	}
}

　　

test1 passed!
test2 passed!
test3 passed!
test4 passed!
test5 passed!
test6 passed!

KthNodeFromEnd

 

收穫

　　1.注意代碼的魯棒性，開始思考前都須要注意特殊輸入測試；

　　2.一個指針遍歷鏈表沒法解決問題時，能夠考慮使用兩個指針來遍歷鏈表：兩個指針前後遍歷（即該題目）、或者兩個指針遍歷速度不一樣（如：求鏈表中的中間結點，能夠令一個指針一次走一步，另外一個指針一次走兩步來實現）

　　

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