【基础算法】单链表的OJ练习(2) # 链表的中间结点 # 链表中倒数第k个结点 #

简介: 【基础算法】单链表的OJ练习(2) # 链表的中间结点 # 链表中倒数第k个结点 #

前言


  • 对于单链表的OJ练习,需要深刻理解做题的思路,这样我们才能够在任何场景都能够熟练的解答有关链表的问题。
  • 关于OJ练习(1):->传送门<-,其题目较为简单,思路也好理解,本章与(1)差不多,难度不大,核心点就在于理解解题思路。


链表的中间结点


题目链接:->传送门<-


  • 该题目描述为:给你单链表的头结点 head ,请你找出并返回链表的中间结点。如果有两个中间结点,则返回第二个中间结点。


1.如果节点数为奇数,这个中间节点就显而易见了。(3)


2593f55035134933bfbdca16a0d8b974.png

2.如果节点数为偶数,这里认为中间两个节点的第二个节点为中间节点。(4)


ec275193467e4d85be6758069397fcc6.png


思路一:


我们可以先遍历一遍链表,统计一下链表节点的个数。


然后将这个个数除以二加一(count / 2 + 1)便是中间这个节点的位置。


当然,我们在循环寻找这个中间节点的时候,是从头节点开始的,因此循环只需要循环((count / 2 + 1) - 1)即可。


代码实现:

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){
    struct ListNode* cur = head;
    int count = 0;
    while (cur)
    {
        count ++ ;
        cur = cur->next;
    }
    count = count / 2 + 1;
    while (-- count) // 循环count - 1次
    {
        head = head->next;
    }
    return head;
}


思路二:


该做法为快慢指针。


啥为快慢指针呢?在本题有关当中,我们定义两个指针指向链表的头节点,并且共同遍历链表,不同的是,一个指针每一次走两步,另一个指针每次走一步,这就是快慢指针。


每当快指针满足循环结束条件,慢指针都是指向链表的中间节点的。因为快指针走两步,慢指针走一步,整个移动的位移差相差一倍,所以每当快指针满足结束条件的时候,慢指针走的步数都是快指针走的步数的一半, 因此慢指针指向的那个节点就是整个链表的中间节点。


快指针结束的条件有两种情况,一种是快指针刚好指向空结束,一种是快指针指向尾节点结束,也就是快指针的next为NULL。


1.当快指针刚好指向NULL结束,此时链表的节点个数为偶数:


b67895822f834005a7625e360c8200c9.gif

2.当快指针指向尾节点结束,也就是快指针的next为NULL,此时链表的节点个数为奇数:


a430d71ec70641f6a35deb65a7870f63.gif

代码实现:

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){
    struct ListNode* fast = head, * slow = head;
    while (fast && fast->next)
    {
        fast = fast->next->next;
        slow = slow->next;
    }
    return slow;
}


注意:

while循环的判断条件,fast一定要在前面,这是因为:判断是从左到右判断的,如果fast->next在前,而此时链表的结点的个数为偶数,那么fast就会直接到达NULL,这时候对空指针解引用操作就出问题了。


链表中倒数第k个结点


题目链接:->传送门<-

  • 该题目描述为:输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。。


49dfc5d2c1a2457eb40d4f52eb5122fd.png


思路一:


既然是倒数第k个,那我们就看看是正数的第几个。


先遍历一遍单链表,统计一下链表的结点个数(count),通过数学知识,可得倒数的第k个结点就是正数的第count - k + 1个节点,这时只要在遍历一次链表,找到第count - k + 1个节点返回即可。


当然,这里嘚注意k是不是大于链表节点的个数的情况。


代码实现:

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) {
    struct ListNode* cur = pListHead;
    int count = 0;
    // 统计链表节点的个数
    while (cur)
    {
        count ++ ;
        cur = cur->next;
    }
    // 如果k大于链表的节点个数,直接返回NULL
    if (k > count) return NULL;
    int tmp = count - k;
  // 由于从头个节点开始算,因此只需要循环count - k次就可以找到倒数第k个节点
    while (tmp -- )
    {
        pListHead = pListHead->next;
    }
    return pListHead;
}



思路二:


同样是快慢指针,这里的快慢指针解法是:快指针先向后走k步或者先向后走k - 1步,然后快指针与慢指针同时向后走,当快指针满足循环结束条件停止,此时慢指针指向的节点就是倒数第k个节点。

1.如果快指针先向后走k步,此时快指针与慢指针之间相差k步,因此,当快指针到达NULL时,此时慢指针刚好指向倒数第k个节点。(倒数第k个节点与NULL相差k步)(循环结束条件:fast == NULL)


19cd3f81edca44ef835831189bc23155.gif

2.如果快指针先向后走k - 1步,此时快指针与慢指针之间相差k - 1步,然后快指针与慢指针同时向后走,当快指针满足循环结束条件停止,此时慢指针指向的节点就是倒数第k个节点。(倒数第k个节点与尾节点相差k - 1步)(循环结束条件:fast->next == NULL)


54901dae52c74be1b5648974653ce5dd.gif

代码实现:(这里只实现fast先走k步的情况,fast先走k - 1的情况大同小异)

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) {
    struct ListNode* slow = pListHead, * fast = pListHead;
    // fast先走k步
    while (k -- )
    {
        if (!fast) return NULL; // 如果k还没为0但fast已经指向空了,说明k大于链表的结点的个数,此时直接返回NULL
        fast = fast->next;
    }
  // 当fast为NULL时结束循环
    while (fast)
    {
        fast = fast->next;
        slow = slow->next;
    }
    return slow;
}


写在最后

对于单链表的题目练习,最重要的是思路,我们在数据结构阶段要养成画图的习惯,因为它能帮助我们更好的理解。后续还会有单链表相关的题目练习。


感谢阅读本小白的博客,错误的地方请严厉指出噢!

相关文章
|
1月前
|
算法
【❤️算法笔记❤️】-每日一刷-19、删除链表的倒数第 N个结点
【❤️算法笔记❤️】-每日一刷-19、删除链表的倒数第 N个结点
65 1
|
1月前
|
算法 程序员 索引
数据结构与算法学习七:栈、数组模拟栈、单链表模拟栈、栈应用实例 实现 综合计算器
栈的基本概念、应用场景以及如何使用数组和单链表模拟栈,并展示了如何利用栈和中缀表达式实现一个综合计算器。
30 1
数据结构与算法学习七:栈、数组模拟栈、单链表模拟栈、栈应用实例 实现 综合计算器
|
19天前
|
存储 算法 搜索推荐
链表的中间结点
【10月更文挑战第24天】链表的中间结点是链表操作中的一个重要概念,通过快慢指针法等方法可以高效地找到它。中间结点在数据分割、平衡检测、算法应用等方面都有着重要的意义。在实际编程中,理解和掌握寻找中间结点的方法对于解决链表相关问题具有重要价值。
10 1
|
1月前
Leetcode第十九题(删除链表的倒数第N个节点)
LeetCode第19题要求删除链表的倒数第N个节点,可以通过快慢指针法在一次遍历中实现。
40 0
Leetcode第十九题(删除链表的倒数第N个节点)
|
1月前
(剑指offer)18、删除链表的节点—22、链表中倒数第K个节点—25、合并两个排序的链表—52、两个链表的第一个公共节点(2021.12.07)
(剑指offer)18、删除链表的节点—22、链表中倒数第K个节点—25、合并两个排序的链表—52、两个链表的第一个公共节点(2021.12.07)
46 0
|
1月前
【LeetCode 09】19 删除链表的倒数第 N 个结点
【LeetCode 09】19 删除链表的倒数第 N 个结点
16 0
05_删除链表的倒数第N个节点
05_删除链表的倒数第N个节点
|
25天前
|
算法 安全 数据安全/隐私保护
基于game-based算法的动态频谱访问matlab仿真
本算法展示了在认知无线电网络中,通过游戏理论优化动态频谱访问,提高频谱利用率和物理层安全性。程序运行效果包括负载因子、传输功率、信噪比对用户效用和保密率的影响分析。软件版本:Matlab 2022a。完整代码包含详细中文注释和操作视频。
|
9天前
|
算法 数据挖掘 数据安全/隐私保护
基于FCM模糊聚类算法的图像分割matlab仿真
本项目展示了基于模糊C均值(FCM)算法的图像分割技术。算法运行效果良好,无水印。使用MATLAB 2022a开发,提供完整代码及中文注释,附带操作步骤视频。FCM算法通过隶属度矩阵和聚类中心矩阵实现图像分割,适用于灰度和彩色图像,广泛应用于医学影像、遥感图像等领域。
|
11天前
|
算法 调度
基于遗传模拟退火混合优化算法的车间作业最优调度matlab仿真,输出甘特图
车间作业调度问题(JSSP)通过遗传算法(GA)和模拟退火算法(SA)优化多个作业在并行工作中心上的加工顺序和时间,以最小化总完成时间和机器闲置时间。MATLAB2022a版本运行测试,展示了有效性和可行性。核心程序采用作业列表表示法,结合遗传操作和模拟退火过程,提高算法性能。