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剑指offer-3-面试15:链表中倒数第k个结点
阅读量:3568 次
发布时间:2019-05-20

本文共 2580 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

题目

输入一个链表,输出该链表中第K个结点。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。

链表结点定义如下:

struct ListNode{    int m_nValue;    ListNode* m_pNext;};

分析

为了得到倒数第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以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。

既然不能从尾结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。如果我们能够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。如何得到结点数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,她会告诉我们她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)指针达到链表的尾结点时,第二个指针(走在后面的)指针正好时倒数第k个结点。

代码

ListNode * FindKthToTail( ListNode *pListHead, unsigned int k ){    ListNode *pAhead = pListHead;    ListNode *pBehind = NULL;    for( unsigned int i=0; i
m_pNext; } pBehind = pListHead; while( pAhead->m_pNext !=NULL ) { pAhead = pAhead->m_pNext; pBehind = pBehind->m_pNext; } return pBehind;}

以上代码缺陷,3种方法能够让代码崩溃:

(1)输入的 pListHead 为空指针。由于代码会试图 访问空指针指向的内存,程序崩溃

(2)输入的以 pListHead 为头结点的链表的结点总数少于k。由于在for循环中会在链表上向前走 k-1 步,仍然会由于空指针造成程序崩溃。
(3)输入的参数 k 为 0。由于 K 是一个无符号整数,那么 在for 循环中k-1得到的将不是 -1,而是 4294967295(无符号的 0xFFFFFFFF)。因此for循环执行的次数远远超出我们的预计,同样也会造成程序崩溃。

提示:面试过程中写代码要特别注意鲁棒性。如果写出的代码存在多处崩溃的风险,那我们很有可能和 Offer 失之交臂

针对前面指出的3个问题,我们分别处理。如果输入的链表头指针为NULL,那么整个链表为空,此时查找倒数第K个结点自然应该返回NULL。如果输入的k是0,也就是试图查找倒数第0个结点,由于我们计数是从1开始的,因此输入0没有实际意义,也可以返回NULL。如果链表的结点少于k,在for循环中遍历链表可能会出现指向NULL的m_pNext,因此我们在for循环中应该加一个 if 判断。修改之后的代码如下:

ListNode * FindKthToTail( ListNode *pListHead, unsigned int k ){    if( pListHead == NULL || k==0 )        return NULL;    ListNode *pAhead = pListHead;    ListNode *pBehind = NULL;    for( unsigned int i=0; i
m_pNext !=NULL ) pAhead = pAhead-> m_pNext; else return NULL; } pBehind = pListHead; while( pAhead->m_pNext !=NULL ) { pAhead = pAhead->m_pNext; pBehind = pBehind->m_pNext; } return pBehind;}

测试用例&代码

(1)功能测试(第k个结点在链表的中间,第k个结点是链表的头结点,第k个结点是链表的尾结点 )

(2)特殊的输入测试(链表头结点为NULL指针,链表的结点总数少于k, k等于0 )

本题考点

(1) 对链表的理解

(2) 考察代码的鲁棒性。鲁棒性是解决这到题的关键所在。如果应聘者写出的代码有着多处崩溃的潜在风险,那么他是很难通过这轮面试的

相关题目

(1)求链表的中间结点。如果链表的中结点总数为奇数,返回中间结点;如果结点是偶数,返回中间两个结点的任意一个。为了解决这个问题,我们也可以定义两个指针,同时从链表的头结点出发,一个指针一次走一步,另一个指针一次走两步。当走得快的指针走到链表的末尾时,走得慢的指针正好在链表的中间。

(2)判断一个单向链表是否形成了环形结构。和前面的问题意义,定义两个指针,同时从链表的头结点触发,一个指针一次走一步,另一个指针一次走两步。如果走得快的指针追上了走得慢的指针,那么链表就是环形链表;如果走得快的指针走到了链表的末尾(m_pNext 指向NULL)都没有追上第一个指针,那么链表就不是环形链表。

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(比如一次在链表上走两步),或者让它先在链表上走若干步。

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