（4）剑指Offer之链表相关编程题

一 链表中倒数第k个节点

题目描述：

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点

问题分析：

一句话概括：

两个指针一个指针p1先开始跑，指针p1跑到k-1个节点后，另一个节点p2开始跑，当p1跑到最后时，p2所指的指针就是倒数第k个节点。

思想的简单理解：

前提假设：链表的结点个数(长度)为n。

规律一：要找到倒数第k个结点，需要向前走多少步呢？比如倒数第一个结点，需要走n步，那倒数第二个结点呢？很明显是向前走了n-1步，所以可以找到规律是找到倒数第k个结点，需要向前走n-k+1步。

算法开始：

1. 设两个都指向head的指针p1和p2，当p1走了k-1步的时候，停下来。p2之前一直不动。

2. p1的下一步是走第k步，这个时候，p2开始一起动了。至于为什么p2这个时候动呢？看下面的分析。

3. 当p1走到链表的尾部时，即p1走了n步。由于我们知道p2是在p1走了k-1步才开始动的，也就是说p1和p2永远差k-1步。所以当p1走了n步时，p2走的应该是在n-(k-1)步。即p2走了n-k+1步，此时巧妙的是p2正好指向的是规律一的倒数第k个结点处。

这样是不是很好理解了呢？

考察内容：

链表+代码的鲁棒性

示例代码：

/*
//链表类
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;

ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}*/

//时间复杂度O(n),一次遍历即可
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
ListNode pre=null,p=null;
//两个指针都指向头结点
p=head;
pre=head;
//记录k值
int a=k;
//记录节点的个数
int count=0;
//p指针先跑，并且记录节点数，当p指针跑了k-1个节点后，pre指针开始跑，
//当p指针跑到最后时，pre所指指针就是倒数第k个节点
while(p!=null){
p=p.next;
count++;
if(k<1){
pre=pre.next;
}
k--;
}
//如果节点个数小于所求的倒数第k个节点，则返回空
if(count<a) return null;
return pre;

}
}

二 反转链表

题目描述：

输入一个链表，反转链表后，输出链表的所有元素。

问题分析：

链表的很常规的一道题，这一道题思路不算难，但自己实现起来真的可能会感觉无从下手，我是参考了别人的代码。

思路就是我们根据链表的特点，前一个节点指向下一个节点的特点，把后面的节点移到前面来。

就比如下图：我们把1节点和2节点互换位置，然后再将3节点指向2节点，4节点指向3节点，这样以来下面的链表就被反转了。

考察内容：

链表+代码的鲁棒性

示例代码：

/*
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;

ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}*/
public class Solution {
public ListNode ReverseList(ListNode head) {
ListNode next = null;
ListNode pre = null;
while (head != null) {
//保存要反转到头来的那个节点
next = head.next;
//要反转的那个节点指向已经反转的上一个节点
head.next = pre;
//上一个已经反转到头部的节点
pre = head;
//一直向链表尾走
head = next;
}
return pre;
}

}

三 合并两个排序的链表

题目描述：

输入两个单调递增的链表，输出两个链表合成后的链表，当然我们需要合成后的链表满足单调不减规则。

问题分析：

我们可以这样分析:

1. 假设我们有两个链表 A,B；

2. A的头节点A1的值与B的头结点B1的值比较，假设A1小，则A1为头节点；

3. A2再和B1比较，假设B1小,则，A1指向B1；

4. A2再和B2比较。。。。。。。

就这样循环往复就行了，应该还算好理解。

考察内容：

链表+代码的鲁棒性

示例代码：

非递归版本：

/*
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;

ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}*/
public class Solution {
public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
//list1为空，直接返回list2
if(list1 == null){
return list2;
}
//list2为空，直接返回list1
if(list2 == null){
return list1;
}
ListNode mergeHead = null;
ListNode current = null;
//当list1和list2不为空时
while(list1!=null && list2!=null){
//取较小值作头结点
if(list1.val <= list2.val){
if(mergeHead == null){
mergeHead = current = list1;
}else{
current.next = list1;
//current节点保存list1节点的值因为下一次还要用
current = list1;
}
//list1指向下一个节点
list1 = list1.next;
}else{
if(mergeHead == null){
mergeHead = current = list2;
}else{
current.next = list2;
//current节点保存list2节点的值因为下一次还要用
current = list2;
}
//list2指向下一个节点
list2 = list2.next;
}
}
if(list1 == null){
current.next = list2;
}else{
current.next = list1;
}
return mergeHead;
}
}

递归版本：

public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
if(list1 == null){
return list2;
}
if(list2 == null){
return list1;
}
if(list1.val <= list2.val){
list1.next = Merge(list1.next, list2);
return list1;
}else{
list2.next = Merge(list1, list2.next);
return list2;
}
}