拿捏链表（四）—— 链表中倒数第k个结点

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题目描述

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。（​​题目来源​​）

思路一

由于这道题目并没有要求时间复杂度，我们完全可以先遍历一遍链表，得到链表的结点总数（count），然后再遍历一遍链表，从第一个结点开始，后面的第count - k个结点即为目标结点。

但是在求解过程中有两个情况需要中途便返回NULL：
1.当传入的链表为空时，直接返回空（NULL）。
2.当计算出的链表总结点数count小于k时，返回空（NULL）。

代码实现

struct ListNode {
  int val;
  struct ListNode *next;
};

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k)
{
  if (pListHead == NULL)//判断链表是否为空
    return NULL;
  struct ListNode* cur = pListHead;//记录当前结点位置
  int count = 0;//记录链表的总结点数
  while (cur)
  {
    count++;//结点总数加一
    cur = cur->next;//指针后移
  }
  if (count < k)//count小于k，此时不存在倒数第k个结点
    return NULL;
  struct ListNode* ret = pListHead;
  int pos = count - k;//倒数第k个结点距离第一个结点的结点数
  while (pos--)
  {
    ret = ret->next;//指针后移
  }
  return ret;//返回目标结点
}

思路二

我们若是仅仅为了解决这个问题，那么用上面这种解法解决这道题完全没问题。但我们若是为了提高自身的代码能力，上面这种思路是远远不够的，在实际运行时该代码的效率不高，而且这种代码在面试时根本不能“打动”面试官。
其实我们还是可以运用“快慢指针”的思想来解决这道题，这样可以使得代码的时间复杂度直接从O(n²)变为O(n) 。需要注意的是：这里所说的“快慢指针”并非一个指针走得快，另一个指针走得慢，而是快指针先走，慢指针在快指针走到某一位置后再开始走。

因为从最后一个结点开始，再往后走一步便是NULL；从倒数第二个结点开始，再往后走两步便是NULL；从倒数第k个结点开始，再往后走k步便是NULL。所以我们可以先让快指针（fast）先走k步，然后慢指针（slow）再和快指针一起往后走，这样，当快指针走到NULL时，慢指针指向的结点就是倒数第k个结点。

注意：在快指针（fast）先向后走k步这个过程中，若遇到了NULL，那么说明链表为空，或是k的值大于链表中结点的总数，此时需返回NULL。

代码实现

struct ListNode {
  int val;
  struct ListNode *next;
};

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k)
{
  struct ListNode* fast = pListHead;//快指针
  struct ListNode* slow = pListHead;//慢指针
  while (k--)//快指针先向后移动k步
  {
    if (fast == NULL)//快指针移动过程中链表遍历结束，不存在倒数第k个结点
      return NULL;
    fast = fast->next;//快指针后移
  }
  while (fast)//快指针遍历完链表时结束遍历
  {
    fast = fast->next;//快指针后移
    slow = slow->next;//慢指针后移
  }
  return slow;//返回慢指针的值
}