题目:输入一个链表,输出该链表中倒数第K个结点。为了符合大多数人的习惯,本题从1开始计数,即链表的尾结点是倒数第1个结点。例如一个链表有6个结点,从头结点开始它们的值依次是1、2、3、4、5、6。这个链表的倒数第3个结点是值为4的结点。
看到这道题目,最直观的想法,就是先算出链表的长度n,然后倒数第k个结点就是顺序的第(n-k+1)个数,不过这样需要2次遍历链表,如果要求只能遍历链表一次,那么上述算法就不符合要求了。
那我们就使用第二种算法,设定两个指针p1和p2,两个指针刚开始都指向链表的第一个结点,然后让p1指针先走(k-1)步,然后再让两个指针一起往后走,当p1指针指向链表最后一个结点的时候,p2指针刚好指向链表中的倒数第k个结点。
在写代码的时候需要考虑鲁棒性,最好采用防御性编程,就是考虑在哪些地方会出错,然后提前加上错误判断,这样避免因此错误输入而导致程序崩溃。
下面首先给出代码实例,然后再讲解程序鲁棒性:
上述程序中,求倒数第k个结点的第一个方法:ListNode* KthNodeFromEnd(ListNode* pHead,int k)。
这个方法看似满足了我们的题目要求,但是当我们仔细分析,发现有3中方法让程序崩溃
- 输入的pListHead为空指针,由于代码会尝试访问空指针指向的内存,程序崩溃
- 输入的以pListHead为头结点的链表的结点少于k。这样在while(k-1>0)的循环中,又会出现尝试访问空指针指向的内存。
- 输入的参数k小于等于0。根据题意k的最小值应为1。
考虑上述因素,我们给出了第二个方法:ListNode* KthNodeFromEnd2(ListNode* pHead,int k)。
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1.求链表的中间结点。如果链表中结点总数为奇数,返回中间结点;如果结点总数是偶数,返回中间两个结点的任意一个。为了解决这个问题,我们也可以定义两个指针,同时从链表的头结点出发,一个指针一次走一步,另一个指针一次走两步。当走得快的指针走到链表的末尾时,走得慢的指针正好在链表的中间。
代码实例如下:
2.判断一个单向链表是否形成了环状结构。和前面的问题一样,定义两个指针,同时从链表的头结点出发,一个指针一次走一步,另外一个指针一次走两步。如果走得快的指针追上了走得慢的指针,那么链表就是环状结构;如果走得快的指针走到了链表的末尾(m_pNext指向NULL)都没有追上走得慢的指针,那么链表就不是环状结构。
代码实例如下:
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