【剑指offer】面试题22：链表中倒数第 K 个节点

╰+攻爆jí腚メ 2022-03-30 13:48 296阅读 0赞

> **题目： 输入一个链表，输出该链表中倒数第k哥结点。为了符合大多数人的习惯，本题从1开始计数，即链表的尾结点是倒数第1个结点。例如一个链表有6个结点，从头结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个结点是值为4的结点。**

为了得到第K个结点，很自然的想法是先走到链表的尾端，再从尾端回溯K步。可是我们从链表结点的定义可疑看出本题中的链表 是单向链表，**单向链表的结点只有从前往后的指针而没有从后往前的指针**，因此这种思路行不通。

既然不能从尾节点开始遍历这个链表，我们还是把思路回到头结点上来。假设整个链表有N个结点，那么**倒数第k个结点就是从头结点开始的第n-k-1个结点**。如果我们只要从头结点开始往后走n-k+1步就可以了。如何得到节点数n？这个不难，只需要从头开始遍历链表，每经过一个结点，计数器加1就行了。

也就是说我们需要遍历链表两次，第一次统计出链表中结点的个数，第二次就能找到倒数第k个结点。但是当我们把这个思路解释给面试官之后，他会告诉我们他期待的解法只需要遍历链表一次。

为了实现只遍历链表一次就能找到倒数第k个结点，我们可以定义两个指针。第一个指针从链表的头指针开始遍历向前走k-1。第二个指针保持不动；从第k步开始，第二个指针也开始从链表的头指针开始遍历。由于两个指针的距离保持在k-1，当第一个（走在前面的）指针到达链表的尾指结点时，第二个指针正好是倒数第k个结点。

下面看个案例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

本题需要在遍历一次链表的过程中确定链表中总的节点个数n的大小以及倒数第k个节点的元素，因此可以通过倒数第k个位置和尾节点之间的关系，这样可以通过两个指针建立起联系，只要找到了尾节点，那么自然可以通过它们之间的位置关系将倒数第k个节点表示出来了。

**相当于制造了一个k长度的尺子，把尺子从头往后移动，当尺子的右端与链表的末尾对齐的时候，尺子左端所在的结点就是倒数第k个结点。**

当然本题需要考虑鲁棒性的问题，

不少人在面试前从网上看到过这道用两个指针遍历的思路来解答这道题，因此听到面试官的这道题，他们心中一喜，很快就写出了代码。可是几天后等来的不是Offer，而是拒信，于是百思不得其解。其实原因很简单，就是自己的代码不够鲁棒。面试官可以找出3种方法让这段代码崩溃。

1、输入Head指针为null。由于代码会试图访问空指针指向的内存，程序会崩溃。

2、输入以Head为头结点的链表的结点总数少于k。由于在for循环中会在链表向前走k-1步，仍然会由于空指针造成崩溃。

3、输入的参数k为0或负数，同样会造成程序的崩溃。

这么简单的代码存在3个潜在崩溃的风险，我们可以想象当面试官看到这样的代码会是什么心情，最终他给出的是拒信而不是Offer。以下我们给出Java版的代码：

public class FindKthToTailNode {
    
    	class ListNode{
    		private int val;
    		private ListNode next = null;
    		
    		ListNode(int val){
    			this.val = val;
    		}
    	}
    	
    	public ListNode findKthToTailNode(ListNode head, int k){
    		// 鲁棒性的体现1：输入参数的检查
    		if(head == null || k <= 0){
    			return null;
    		}
    		
    		// 定义两个指针
    		ListNode pre = head;
    		ListNode last = head;
    		
    		for (int i = 1; i < k; i++) {
    			if(pre.next != null){
    				// 遍历链表，直到找到尾节点，这样就可以直到链表中总的节点个数了
    				pre = pre.next;
    			}else{
    				// 鲁棒性的体现2：链表中总的节点数小于k，直接返回null
    				return null;
    			}
    		}
    		// 此时pre指针走了k-1步，后面两个指针一起向后遍历
                    // 当pre到达尾节点的时候，last正好到达倒数第k个节点
    		while(pre.next != null){
    			pre = pre.next;
    			last = last.next;
    		}
    		return last;
    	}
    }

在牛客网上还看到了另外一种比较简洁的方法，代码比较简洁：

[https://www.nowcoder.com/questionTerminal/529d3ae5a407492994ad2a246518148a][https_www.nowcoder.com_questionTerminal_529d3ae5a407492994ad2a246518148a]

1、首先定义两个指向链表头的指针 pre 和 last；

2、先令pre指针指向第k节点；

3、然后两个指针同时向后移动，最后pre指向尾节点，而last指向的就是倒数第k个节点；

4、当k为零或节点为空返回null。

public class FindKthToTailNode {
    
    	class ListNode{
    		private int val;
    		private ListNode next = null;
    		
    		ListNode(int val){
    			this.val = val;
    		}
    	}
    	
    	public ListNode findKthToTailNode_Method2(ListNode head, int k){
    		
    		// 定义两个指针
    		ListNode pre = head;
    		ListNode last = head;
    		
    		int i = 0;
    		for (; pre != null; i++) {
    			if(i >= k){
    				// 此时pre指针走了k-1步，后面两个指针一起向后遍历
    				last = last.next;
    			}
    			pre = pre.next;
    		}
                    // 考虑鲁棒性
    		return i < k ? null : last;
    	}
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220330/5cf01e04242844399181c5108bb0e6d4.png
[https_www.nowcoder.com_questionTerminal_529d3ae5a407492994ad2a246518148a]: https://www.nowcoder.com/questionTerminal/529d3ae5a407492994ad2a246518148a
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220330/8de62f186d91410b9dcf11367040d2cd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220330/4c4945a0b4284f7a87b3d2674243ed4b.png