給你一個鏈表,刪除鏈表的倒數第 n 個結點,並且返回鏈表的頭結點。
提示:
鏈表中結點的數目為 sz
- 1 <= sz <= 30
- 0 <= Node.val <= 100
- 1 <= n <= sz
你能嘗試使用一趟掃描實現嗎?
具體實現
要刪除鏈表的倒數第 n 個節點,並返回鏈表的頭節點,我們可以使用一趟掃描的方法來實現。這個方法涉及使用兩個指針:快指針和慢指針。快指針先向前移動 n 步,然後慢指針從鏈表的頭節點開始,與快指針同時移動。當快指針到達鏈表的末尾時,慢指針所在的下一個節點就是倒數第 n 個節點。
以下是使用 Java 實現的刪除鏈表倒數第 n 個節點的函數:
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) { val = x; }
}
public class Solution {
public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
ListNode dummy = new ListNode(0); // 創建一個啞節點,它的下一個節點是頭節點
dummy.next = head;
ListNode fast = dummy;
ListNode slow = dummy;
// 快指針先走 n 步
for (int i = 0; i < n; i++) {
fast = fast.next;
}
// 快慢指針同時移動,直到快指針指向鏈表的末尾
while (fast.next != null) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
// 慢指針的下一個節點就是倒數第 n 個節點,刪除它
slow.next = slow.next.next;
return dummy.next; // 返回啞節點的下一個節點,即新的頭節點
}
}
使用示例:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 示例 1
ListNode head1 = new ListNode(1);
head1.next = new ListNode(2);
head1.next.next = new ListNode(3);
head1.next.next.next = new ListNode(4);
head1.next.next.next.next = new ListNode(5);
int n1 = 2;
ListNode newHead1 = new Solution().removeNthFromEnd(head1, n1);
printList(newHead1); // 應該輸出 [1,2,3,5]
// 示例 2
ListNode head2 = new ListNode(1);
int n2 = 1;
ListNode newHead2 = new Solution().removeNthFromEnd(head2, n2);
printList(newHead2); // 應該輸出 []
// 示例 3
ListNode head3 = new ListNode(1);
head3.next = new ListNode(2);
int n3 = 1;
ListNode newHead3 = new Solution().removeNthFromEnd(head3, n3);
printList(newHead3); // 應該輸出 [1]
}
private static void printList(ListNode head) {
while (head != null) {
System.out.print(head.val + " ");
head = head.next;
}
System.out.println();
}
}
代碼輸出結果與題目中的示例輸出是一致, V 哥的這個實現中,使用了一個啞節點來簡化邊界條件的處理,這樣即使要刪除的是頭節點,代碼也能正常工作。這個方法只需要一趟掃描,因此時間複雜度是 O(sz),其中 sz 是鏈表的長度。
實現過程和步驟如下
下面 V 哥把實現過程再詳細説明一下,為了幫助你更好的理解代碼的邏輯實現:
- 創建一個啞節點(dummy node),並將其設置為鏈表的頭節點之前的一個節點。啞節點的引入是為了簡化邊界條件的處理,特別是當需要刪除的節點是頭節點時。
- 初始化兩個指針:快指針(fast)和慢指針(slow),它們都指向啞節點。
- 快指針先向前移動 n 步。這樣,快指針和慢指針之間就保持了 n 個節點的距離。
- 快指針和慢指針同時向前移動,直到快指針到達鏈表的末尾(即快指針的下一個節點為 null)。此時,慢指針的位置就是倒數第 n 個節點的前一個節點。
- 修改慢指針的 next 指針,使其指向下一個節點的下一個節點,從而跳過倒數第 n 個節點,實現刪除操作。
- 返回啞節點的下一個節點,即新的頭節點。
這個方法的核心思想是利用快慢指針的差距來找到倒數第 n 個節點。快指針先走 n 步,然後快慢指針一起移動,直到快指針到達鏈表末尾。此時,慢指針所在的位置就是倒數第 n 個節點的前一個節點,這樣就可以很容易地刪除倒數第 n 個節點。
小結
V哥經過測試,坐實了這個方法只需要一趟掃描,所以時間複雜度是 O(sz),其中 sz 是鏈表的長度。空間複雜度是 O(1),因為只需要常數級別的額外空間來存儲快慢指針和啞節點。