如何获取单链表倒数第N个结点值
这是一个比较常见的面试算法题:一次遍历找链表倒数第n个节点。
通过一次遍历找到单链表中倒数第n个节点,链表可能相当大,可使用辅助空间,但是辅助空间的数目必须固定,不能和n有关。
不管是顺数n个还是倒数n个,其实都是距离-标尺问题。标尺是一段距离可以用线段的两个端点来衡量,我们能够判断倒数第一个节点,因为他的 next==NULL。如果我们用两个指针,并保持他们的距离为n,那么当这个线段的右端指向末尾节点时,左端节点就指向倒数第n个节点。
建立两个指针,第一个先走n步,然后第2个指针也开始走,两个指针步伐(前进速度)一致。当第一个结点走到链表末尾时,第二个节点的位置就是我们需要的倒数第n个节点的值。
代码实现如下:
Status GetNthNodeFromBack(LinkList L, int n, ElemType *e) { int i = 0; LinkList firstNode = L; while (i < n && firstNode->next != NULL) { //正数N个节点,firstNode指向正的第N个节点 i++; firstNode = firstNode->next; printf("%d\n", i); } if (firstNode->next == NULL && i < n - 1) { //当节点数量少于N个时,返回NULL printf("超出链表长度\n"); return ERROR; } LinkList secNode = L; while (firstNode != NULL) { //查找倒数第N个元素 secNode = secNode->next; firstNode = firstNode->next; //printf("secNode:%d\n", secNode->data); //printf("firstNode:%d\n", firstNode->data); } *e = secNode->data; return OK; }
完整的程序如下:
#include "stdio.h" #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */ typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int */ typedef struct Node { ElemType data; struct Node *next; }Node; typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */ Status visit(ElemType c) { printf("%d ",c); return OK; } /* 初始化顺序线性表 */ Status InitList(LinkList *L) { *L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */ if(!(*L)) /* 存储分配失败 */ return ERROR; (*L)->next=NULL; /* 指针域为空 */ return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在。操作结果:返回L中数据元素个数 */ int ListLength(LinkList L) { int i=0; LinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */ while(p) { i++; p=p->next; } return i; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果:依次对L的每个数据元素输出 */ Status ListTraverse(LinkList L) { LinkList p=L->next; while(p) { visit(p->data); p=p->next; } printf("\n"); return OK; } /* 随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(尾插法) */ void CreateListTail(LinkList *L, int n) { LinkList p,r; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */ r=*L; /* r为指向尾部的结点 */ for (i=0; i < n; i++) { p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */ r->next=p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */ r = p; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */ } r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */ // 创建有环链表 //r->next = p; } Status GetNthNodeFromBack(LinkList L, int n, ElemType *e) { int i = 0; LinkList firstNode = L; while (i < n && firstNode->next != NULL) { //正数N个节点,firstNode指向正的第N个节点 i++; firstNode = firstNode->next; printf("%d\n", i); } if (firstNode->next == NULL && i < n - 1) { //当节点数量少于N个时,返回NULL printf("超出链表长度\n"); return ERROR; } LinkList secNode = L; while (firstNode != NULL) { //查找倒数第N个元素 secNode = secNode->next; firstNode = firstNode->next; //printf("secNode:%d\n", secNode->data); //printf("firstNode:%d\n", firstNode->data); } *e = secNode->data; return OK; } int main() { LinkList L; Status i; char opp; ElemType e; int find; int tmp; i=InitList(&L); printf("初始化L后:ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); printf("\n1.查看链表 \n2.创建链表(尾插法) \n3.链表长度 \n4.获取倒数第N个结点值 \n0.退出 \n请选择你的操作:\n"); while(opp != '0'){ scanf("%c",&opp); switch(opp){ case '1': ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '2': CreateListTail(&L,20); printf("整体创建L的元素(尾插法):\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '3': //clearList(pHead); //清空链表 printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L)); printf("\n"); break; case '4': printf("你要查找倒数第几个结点的值?"); scanf("%d", &find); GetNthNodeFromBack(L,find,&e); printf("倒数第%d个元素的值为:%d\n", find, e); //ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '0': exit(0); } } }
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