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剑指offer 22 链表中倒数第K个节点

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。

示例：

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 $k = 2.$
返回链表 4->5.

解题思路：

用快慢指针，让快指针先走k步，随后让快慢指针一起走，当快指针走到尾部的后一节点null的时候，慢指针刚好走了m-k步，也就是刚好到倒数第k个节点的位置。

Java代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {
        if(head == null || k < 0) return head;
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        for(int i = 0;i < k;i++){//快指针先走k步
            fast = fast.next;
        }
        //现在快慢指针一起走，快指针指向null时，慢指针刚好指向倒数第k个节点
        while(fast != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

扩展题一：LeetCode 19 删除链表的倒数第N个节点

19. 删除链表的倒数第 N 个结点

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

示例 1：

输入： head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出： [1,2,3,5]

示例 2：

输入： head = [1], n = 1
输出： []

示例 3：

输入： head = [1,2], n = 1
输出： [1]

提示：

• 链表中结点的数目为 sz
• 1 <= sz <= 30
• 0 <= Node.val <= 100
• 1 <= n <= sz

解题思路：

由于有可能要删除的是倒数最后一个结点，也即第一个结点，故我们可以建立一个虚拟头结点dummy，然后设定快慢指针，fast和slow，让fast先走n步，slow不动，然后fast和slow同时走，直到fast走到尽头，假设共有m个结点，则fast走n步后，还剩下m-n个结点，此时fast和slow再都走m-n步，fast到达尽头，而slow还差n步才到尽头，而这个位置刚好是我们所要删除结点的前一位置。如图所示：

现在两个指针同时走，fast走到尾结点走了m-n步，故慢指针也是走了m-n步，还差n步才到尾结点，因此慢指针刚好指着我们需要的倒数第n个结点的前一结点

Java代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        //由于可能要删除的是头结点，故建立虚拟头结点，用于统一操作
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;
        ListNode fast = dummy,slow = dummy;
        //快指针先走n步
        for(int i = 0;i < n;i++){
            fast = fast.next;
        }
        //现在快慢指针一起走
        while(fast.next != null){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        slow.next = slow.next.next;
        return dummy.next;

    }
}

扩展题二：LeetCode 876 求链表的中间节点

876. 链表的中间结点

给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

示例 1：

输入：[1,2,3,4,5]
输出： 此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.

示例 2：

输入： [1,2,3,4,5,6]
输出： 此列表中的结点 4 (序列化形式：[4,5,6])
由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。

提示：

给定链表的结点数介于 1 和 100 之间。

解题思路：

同样是用快慢指针，这里由于是求中间节点，所以可以让快指针每次走两步，慢指针每次走一步，当链表长度是奇数时，快指针走到尾结点时，慢指针刚好指着中间节点。当链表长度是偶数时，快指针指着链表尾结点下一节点的null时，慢指针指着中间节点的第二个节点。

Java代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) return head;
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        //由于要用到fast.next.next,所以一定要判断一下fast.next!=null，否则出现空指针异常
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

举一反三

当我们用一个指针遍历链表不能解决问题的时候，可以尝试用两个指针来遍历链表。可以让其中一个指针遍历的速度快一些，比如一次在链表中走两步，或者让它先在链表上走若干步。

双指针、快慢指针两个思想很重要，数组和链表问题经常用到。