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题目难度: 简单

今天继续更新剑指 offer 系列, 这道题很经典, 也有多种方法, 这里提供三种做法帮助大家拓展思路

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题目描述

输入一个链表，输出该链表中倒数第 k 个节点。为了符合大多数人的习惯，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。

题目样例

示例

输入

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 k = 2.

输出

4 -> 5

题目思考

1. 可以一次遍历搞定吗?
2. 可以不使用额外空间吗?

解决方案

方案 1

思路

• 最直接的思路, 直接保存每个节点到数组中, 然后下标 n-k 的节点即为所求

复杂度

• 时间复杂度 O(N)
  • 只需要遍历一遍链表
• 空间复杂度 O(N)
  • 额外需要一个数组存 N 个节点

代码

class Solution:    def getKthFromEnd(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:        # 方法1: 数组存储每个节点        arr = []        while head:            arr.append(head)            head= head.next        return arr[len(arr)-k]

方案 2

思路

• 如果我们能得到链表节点数目 n, 那么倒数第 k 个节点就是正数第 n-k+1 个节点 (从 1 开始计数)
• 利用这个性质, 我们先遍历一遍链表, 得到数目 n
• 然后再遍历前 n-k+1 个节点即可

复杂度

• 时间复杂度 O(N)
  • 只需要遍历两遍链表
• 空间复杂度 O(1)
  • 只需要几个变量

代码

class Solution:    def getKthFromEnd(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:        # 方法2: 计数然后正向遍历        n = 0        cur = head        while cur:            n += 1            cur = cur.next        cur = head        for i in range(n - k):            cur = cur.next        return cur

方案 3

思路

• 回顾前两种方案, 要么使用了额外空间, 要么遍历了多次, 有没有一次遍历又不需要使用额外空间的方法呢?
• 答案也是有的, 需要求倒数第 k 个节点, 我们完全可以定义两个指针, 保证两个指针距离为 k, 这样当后面的指针到达结尾时, 前面的指针正好就在倒数第 k 个节点处
• 要保证两个指针距离为 k, 我们只需要让后面的指针先走 k 步 (快指针), 然后前面的指针再从开头出发 (慢指针), 两个指针按照每次 1 步的节奏继续同时往下走即可

复杂度

• 时间复杂度 O(N)
  • 每个数字只需要被遍历一遍
• 空间复杂度 O(1)
  • 只需要几个变量

代码

class Solution:    def getKthFromEnd(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:        # 双指针快慢节点        # 快指针先走k步, 然后慢指针再开始走, 这样能保证两者距离一直为k, 那么当快指针走到结尾时满指针就恰好停在倒数第k个节点        fast = head        for i in range(k):            if fast:                fast = fast.next        slow = head        while fast:            slow = slow.next            fast = fast.next        return slow

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