[CareerCup] 2.2 Kth to Last Element of Linked List 連結串列的倒數第k個元素

Grandyang發表於2015-07-19
AST

 

2.2 Implement an algorithm to find the kth to last element of a singly linked list.

 

這道題讓我們求連結串列中倒數第k個元素，LeetCode中相類似的題目有Kth Largest Element in an Array 陣列中第k大的數字 和 Kth Smallest Element in a BST 二叉搜尋樹中的第K小的元素。但那兩道題和這題又不一樣，首先這道題是要在連結串列中操作，連結串列的特點就是不能通過下標來直接訪問元素，而且要知道連結串列長度的話只能遍歷，當然如果這道題先遍歷一遍知道了長度，再來找倒數第k個就沒啥挑戰，也不是這道題考察的初衷。這道題可以用遞迴和非遞迴兩種方法來解。我們先來看看遞迴的方法，方法是先無腦遞迴到最末尾，然後開始回去，每回一個計數器累加１，直到回到ｋ返回節點即可，此方法的時間複雜度和空間複雜度均為O(n)，程式碼如下：

 

解法一：

// Recursion
class Solution {
public:
    ListNode *kthToLast(ListNode *head, int k) {
        int i = 0;
        return kthToLastDFS(head, k, i);
    }
    ListNode *kthToLastDFS(ListNode *head, int k, int &i) {
        if (!head) return head;
        ListNode *node = kthToLastDFS(head->next, k, i);
        ++i;
        if (i == k) return head;
        return node;
    }
};

 

下面我們來看非遞迴的方法，這種方法就巧妙的多，需要用兩個指標，其中一個指標先向前走k個，然後兩個指標同時走，當先走那個到達末尾時，另外一個指標指向的元素就是倒數第k個，時間複雜度為O(n)，空間複雜度為O(1)，程式碼如下：

 

解法二：

// Non-recursion
class Solution {
public:
    ListNode *kthToLast(ListNode *head, int k) {
        ListNode *pre = head, *cur = head;
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            if (cur) cur = cur->next;
        }
        while (cur) {
            cur = cur->next;
            pre = pre->next;
        }
        return pre;
    }
};

 

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