【LeetCode_876_2.02】快慢指针在链表中的简单应用

刷爆LeetCode系列

LeetCode第876题和2.02面试题：
github地址
前言
题目一：链表的中间节点
题目二：返回链表的倒数第k个节点
算法代码优化

LeetCode第876题和2.02面试题：

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有梦想的电信狗

前言

本文用C++实现LeetCode第876题和2.02面试题

题目一：链表的中间节点

题目描述

题目链接 ：https://leetcode.cn/problems/middle-of-the-linked-list/description/

题目与思路分析

目标分析：

已知单链表的头结点 ，找出并返回链表的中间节点
题目中给出了中间节点的定义
要求：时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)

思路：快慢指针

快指针每次走两步，慢指针一次走一步 。分别讨论总结点数为奇数和偶数的情况，从而找到链表的中间节点

操作：

创建两个移动指针fast和slow，分别代表快指针和慢指针，初始时从head开始： ListNode* slow = head, *fast = head;
循环条件为 while(fast && fast->next)：该循环条件保证了fast指针每次都还能再移动两步
- 快指针每次走两步 ：fast = fast->next->next
- 慢指针一次走一步 ： slow = slow->next
最终slow所在的位置即为链表的中间节点 ，return slow

代码实现

时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    ListNode* middleNode(ListNode* head) {
        ListNode* slow = head, *fast = head;
        while(fast && fast->next){
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        return slow;
    }
};

题目二：返回链表的倒数第k个节点

题目描述

题目链接 ：https://leetcode.cn/problems/kth-node-from-end-of-list-lcci/

题目与思路分析

目标分析：

找出单向链表中倒数第 k 个节点。返回该节点的值
给定的 k 保证有效，意味着：1 ≤ k ≤ 链表长度 且 head != nullptr
要求：时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)

思路：快慢指针

快指针先走 k - 1 步，两个指针再同时移动 。最终slow位置即为单向链表中倒数第 k 个节点

操作：

创建两个移动指针fast和slow，分别代表快指针和慢指针，初始时从head开始： ListNode* slow = head, *fast = head;
快指针先移动 k - 1步：

cpp 复制代码

while(--k)
	fast = fast->next;

两个指针再同时移动，循环条件为 while(fast->next)

cpp 复制代码

while(fast->next) {
    fast = fast->next;
    slow = slow->next;
}

最终slow所在的位置即为链表的中间节点 ，返回return slow->val

代码实现

LeetCode保证给出的k是有效的

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    int kthToLast(ListNode* head, int k) {
        ListNode* slow = head, *fast = head;
        while(--k)
            fast = fast->next;
        while(fast->next) {
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        return slow->val;
    }
};

牛客上也有类似的题目，但是不保证给出的k有效，因此需要做特殊处理

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    ListNode* NthNode(ListNode* head, int n) {
        if(head == nullptr || n <= 0)
            return nullptr;
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        int k = n - 1;
        while(k--){
            if(fast->next == NULL)	// 此时说明 给出的 k 大于链表的长度
                return nullptr;
            fast = fast->next;
        }
        while(fast->next){
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        return slow;
    }
};

算法代码优化

以上代码已足够精简，无需优化

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