目录
申明
题目
分析题目信息
解题思路
代码解析
技巧解析:创建虚拟头结点
时间复杂度分析
思考:能否只用一趟扫描实现?
双指针
双指针解题思路
代码解析
申明
该题源自力扣题库19,文章内容(代码,图表等)均原创,侵删!
题目
给你一个链表,删除链表的倒数第n个结点,并返回链表!
示例:n=2,删除倒数第二个链表。
输入:[1,2,3,4,5]
输出:[1,2,3,5]
链表结构体:
struct ListNode {int val;struct ListNode *next;
};
题目相关信息到此为止,我们需要分析一下题目。
回顾链表结点的删除,最重要的步骤是:找到要被删除的结点的前驱结点,修改其next指向要被删除结点的后继结点。例如例题中的要被删除结点为4,因此要将其前驱结点3指向其后继结点5.
分析题目信息
其次观察题目,我们可以获得一些信息:
- 该链表为无头结点的单链表,因此删除过程中需要注意第一个结点的删除与其他结点有些许不同。
- 该链表删除结点位置是倒着数的,但是单链表是不可逆的;因此在删除时要找到需要删除的位置,必须知道链表总长length,然后遍历链表到length-n个位置,进行删除。
解题思路
根据上述的信息我们解决该问题的大致思路是:
- 遍历链表,获取链表总长信息length
- 找到要被删除结点的前驱结点length-n
- 修改前驱结点的next
- 释放要删除的结点空间
代码解析
struct ListNode* removeNthFromEnd(struct ListNode* head, int n) {int length = 0;//初始化链表总长为0/*1.遍历链表,获取链表总长*/struct ListNode* p ;//p表示当前结点p = head;while (p!= NULL) {++length;p = p->next;}/*为了方便删除操作,我们创建一个虚拟头结点*/struct ListNode dummy;dummy.next = head;struct ListNode* prev = &dummy;//prer表示当前结点/*2.遍历链表找到要删除结点的前驱结点*/for (int i=0;i < length - n;i++) {prev = prev->next;}/*3.修改前驱结点的next*/struct ListNode* s = prev->next;//s暂存要被删除结点prev->next = s->next;//修改要被删除结点的前驱结点的next指针/*4.释放要删除的结点空间*/free(s);//释放内存空间return dummy.next;//返回链表头结点
}
技巧解析:创建虚拟头结点
我们再来观察一下是否有头结点的链表的区别:
有头结点的链表:
L为头结点,它和其他结点没有本质上没有区别,但其本身不存储数据,它的next指针指向第一个结点,从第一个结点开始才算链表的真正数据主体。
无头结点的链表:
这里我们需要注意,这里的L不是结点,只是一个指针,它没有next,而是直接指向第一个结点。
回顾一下链表的插入和删除,非常重要的一个步骤就是:修改被操作结点的前驱结点的next。
而我们在对无头结点链表的第一个结点进行操作时,找不到其前驱结点,因此需要对其特殊处理,其处理方式和其他结点会有略微差距,因此代码上较为繁杂。而有头结点的存在则不需要考虑第一个结点的问题,相对来说操作更加方便,逻辑更加清晰统一。
为了使代码操作更具有统一性,我们可以在函数内部创建一个虚拟头结点,将虚拟头指针的next指向原链表的第一个结点,暂时供链表使用。在使用完成后,注意输出时的结点要从虚拟头结点的next结点,摒弃头结点,保持输入输出链表结构的一致性。
时间复杂度分析
时间复杂度分析当数据量足够大时,影响其时间的往往是最深层的代码,相对而言其它层的可以忽略不记。因此上述方法的时间复杂度主要来自于两个循环语句,while和for。第一个while用于遍历链表获得链表长度数据length,for用于找到链表中要被删除结点的前驱结点(length-n)。
- 最好情况是n=length,要删除结点为第一个结点,时间复杂度为O(1).
- 最坏情况为n=1,要删除结点为最后一个结点,时间复杂度为O(n).
- 平均情况时间复杂度为O(n)
思考:能否只用一趟扫描实现?
不知道你们是否感觉到两次遍历很麻烦,但不知道链表长度我又不知道倒数第n个在哪,就很矛盾。单链表又是不可逆的,不能从末尾结点去遍历,这可怎么办呢?到这里就陷入一个难题,不找到末尾结点就找不到倒数第n个结点在哪?找到末尾结点指针又在最后了,单链表又不可逆,又得从头遍历。好像只能遍历两遍。
我们重新审视一下这个问题:
- 我们必须找到末尾结点,以便确认倒数第n个结点的位置,此时结构体指针在结尾。
- 因为单链表不可逆,我要让指针到倒数第n个结点需要重新遍历。
双指针
归根结底就是因为一个指针无法在单链表中倒着走,那么我是不是可以加一个指针呢?让一个指针跟在另一个指针的屁股后面,距离为n。
例如:
当前面那个指针指向最后一个结点时,后面那个指针刚好在倒数第n个结点的前驱结点那里。
例如:
这样的话就只需要遍历一次链表就能实现删除链表的倒数第n个结点;
双指针解题思路
- 创建虚拟头结点
- 创建前后双指针
- 令后指针after指向头结点L,前指针超过后指针n个位置
- 前后指针同时向前,直到former到最后一个结点,此时after到达要被删除结点的前驱结点
- 修改after的next
- 释放空间
代码解析
struct ListNode* removeNthFromEnd(struct ListNode* head, int n) {/*1.创建虚拟头结点*/struct ListNode dummy;dummy.next = head;/*2.创建前后双指针*/struct ListNode* former;struct ListNode* after;/*3.前后双指针位置初始化*/former=&dummy;for(int i=0;i<n;i++){former=former->next;}after=&dummy;/*4.遍历链表直到former到达末尾结点*/while(former->next!=NULL){after=after->next;former=former->next;}/*5.修改after的next*/struct ListNode* s=after->next;after->next=s->next;/*6.释放空间*/free(s);return dummy.next;
}
好的各位,这个题目暂时就讲到这里,如果大家有新的题目或者有新的思路,欢迎各位大佬评论或私信。