LeetCode【0019】删除链表的倒数第N个结点

本文目录

  • [1 中文题目](#1 中文题目)
  • [2 求解方法:虚拟头节点和快慢指针](#2 求解方法:虚拟头节点和快慢指针)
    • [2.1 方法思路](#2.1 方法思路)
    • [2.2 Python代码](#2.2 Python代码)
    • [2.3 复杂度分析](#2.3 复杂度分析)
  • [3 题目总结](#3 题目总结)

1 中文题目

给定一个链表,删除链表的倒数第 n 个结点,并且返回链表的头结点。

示例:

复制代码
链表如上:
输入:head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出:[1,2,3,5]

输入:head = [1], n = 1
输出:[]

输入:head = [1,2], n = 1
输出:[1]

提示:

  • 链表中结点的数目为 sz
  • 1 ≤ s z ≤ 30 1 \leq sz \leq 30 1≤sz≤30
  • 0 ≤ N o d e . v a l ≤ 100 0 \leq Node.val \leq 100 0≤Node.val≤100
  • 1 ≤ n ≤ s z 1 \leq n \leq sz 1≤n≤sz

2 求解方法:虚拟头节点和快慢指针

2.1 方法思路

方法核心

使用虚拟头节点统一操作逻辑,采用快慢指针确定删除位置,快指针先走n步,然后快慢指针同步移动,直到快指针到达末尾

实现步骤

  • 创建虚拟头节点阶段
    • 新建值为0的虚拟节点
    • 将虚拟节点指向原链表头部
  • 初始化快慢指针阶段
    • 快慢指针都指向虚拟头节点
    • 确保初始状态一致
  • 快指针移动阶段
    • 快指针向前移动n步
    • 建立n个节点的间隔
  • 双指针同步移动阶段
    • 快慢指针同时向前移动
    • 直到快指针到达链表末尾
  • 删除目标节点阶段
    • 慢指针此时位于待删除节点的前一个位置
    • 修改next指针完成删除操作

方法示例

python 复制代码
输入:head = [1,2,3,4,5], n = 2
# 1. 初始状态:创建虚拟头节点,快慢指针都指向虚拟头节点
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL
↑
fast
↑
slow
(dummy)

# 2. 快指针先移动n=2步
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL
↑         ↑
slow      fast
(dummy)

# 3. 快慢指针同时移动,直到快指针的next为NULL
# 移动过程中的状态:
# 第一步:
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL
     ↑         ↑
    slow      fast

# 第二步:
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL
          ↑         ↑
         slow      fast

# 第三步:
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL
               ↑         ↑
              slow      fast

# 4. 此时slow指向待删除节点(4)的前一个节点(3)
# 执行删除操作:slow.next = slow.next.next
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL
               ↑         ↑
              slow      fast
              
变为:
0 -> 1 -> 2 -> 3 -----→ 5 -> NULL
               ↑        ↑
              slow     fast

# 5. 最后返回dummy.next,即返回真实的头节点
1 -> 2 -> 3 -> 5 -> NULL

2.2 Python代码

python 复制代码
class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: ListNode, n: int) -> ListNode:
        # 创建虚拟头节点,统一处理逻辑,避免分类讨论
        dummy = ListNode(0)
        dummy.next = head
        
        # 初始化快慢指针,都指向虚拟头节点
        fast = slow = dummy
        
        # 第一步:快指针先走n步
        # 这样后面快指针到末尾时,慢指针正好在待删除节点的前一个位置
        for i in range(n):
            fast = fast.next
            
        # 第二步:快慢指针同时移动
        # fast.next 判断确保fast最后指向最后一个节点
        while fast.next:
            fast = fast.next
            slow = slow.next
            
        # 第三步:删除倒数第n个节点
        # slow指向待删除节点的前一个节点
        slow.next = slow.next.next
        
        # 返回真实头节点
        return dummy.next

2.3 复杂度分析

  • 时间复杂度: O ( N ) O(N) O(N),其中 N N N为链表长度
    • 快指针先走 n n n步: O ( n ) O(n) O(n)
    • 快慢指针同步走到末尾: O ( N − n ) O(N-n) O(N−n)
  • 空间复杂度: O ( 1 ) O(1) O(1)
    • 只使用了虚拟头节点: O ( 1 ) O(1) O(1)
    • 快慢指针: O ( 1 ) O(1) O(1)

3 题目总结

题目难度:中等
数据结构:链表
应用算法:快慢双指针

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