题目:

给定一个链表,删除链表的倒数第n个结点,并返回链表的头结点。

输入:head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出:[1,2,3,5]

在对链表进行操作时,常用的技巧是添加一个哑节点(dummy node),它的 next 指针指向链表的头节点,就不需要对头节点进行特殊的判断。

在本题中,如果要删除节点 y,需要知道节点 y 的前驱节点 x,并将 x 的指针指向 y 的后继节点。

但由于头节点不存在前驱节点,因此需要在删除头节点时进行特殊判断。但如果添加了哑节点,那么头节点的前驱节点就是哑节点本身,此时就只需要考虑通用的情况即可。

方法一:计算链表长度

首先从头节点开始对链表进行一次遍历,得到链表的长度 L,随后再从头节点开始对链表进行一次遍历,当遍历到第 L−n+1 个节点时,它就是我们需要删除的节点。

与题目中的 n 保持一致,节点的编号从 1 开始,头节点为编号 1 的节点。

为了方便删除操作,可以从哑节点开始遍历 L−n+1 个节点。当遍历到第 L−n+1 个节点时,它的下一个节点就是需要删除的节点,这样只需要修改一次指针,就能完成删除操作。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution(object):
    def removeNthFromEnd(self, head, n):
        """
        :type head: Optional[ListNode]
        :type n: int
        :rtype: Optional[ListNode]
        """
        def getlength(head):  #计算链表的长度函数
            length=0
            while head:
                length+=1
                head=head.next
            return length
        dummy=ListNode(0) #创建一个虚拟头节点 dummy,值为 0
        dummy.next=head  # 指向链表的头节点
        length=getlength(head)  #调用 getLength 函数,获取链表的长度
        cur=dummy  #初始化当前节点 cur 为虚拟头节点 dummy
        for i in range(1,length-n+1): #从 1 遍历到 length - n
            cur=cur.next     #循环结束后,cur 指向要删除节点的前一个节点
        cur.next=cur.next.next #跳过要删除的节点
        return dummy.next  #返回虚拟头节点的下一个节点,即删除节点后的链表头节点
        

时间复杂度:O(N)

空间复杂度:O(1)


方法二:栈

可以在遍历链表的同时将所有节点依次入栈。根据栈「先进后出」的原则,我们弹出栈的第 n 个节点就是需要删除的节点,并且目前栈顶的节点就是待删除节点的前驱节点。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution(object):
    def removeNthFromEnd(self, head, n):
        """
        :type head: Optional[ListNode]
        :type n: int
        :rtype: Optional[ListNode]
        """
        dummy=ListNode(0) #创建一个虚拟头节点 dummy,值为 0
        dummy.next=head  #指向链表的头节点 
        stack=[]  #初始化一个空列表 stack
        cur=dummy
        while cur:  #遍历链表并将节点入栈
            stack.append(cur)
            cur=cur.next
        for i in range(n):  #弹出栈顶的 n 个节点
            stack.pop()
        pre=stack[-1]  #栈顶的节点即为要删除节点的前一个节点
        pre.next=pre.next.next #获取栈顶的节点,赋值给 prev,即要删除节点的前一个节点
        return dummy.next  #返回虚拟头节点的下一个节点,即删除节点后的链表头节点
        

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(n)栈


方法三:双指针

需要找到倒数第 n 个节点,可以使用两个指针 first 和 second 同时对链表进行遍历,并且 first 比 second 超前 n 个节点。当 first 遍历到链表的末尾时,second 就恰好处于倒数第 n 个节点。

初始时 first 和 second 均指向头节点。首先使用 first 对链表进行遍历,遍历的次数为 n。此时,first 和 second 之间间隔了 n−1 个节点,即 first 比 second 超前了 n 个节点

在这之后,我们同时使用 first 和 second 对链表进行遍历。当 first 遍历到链表的末尾(即 first 为空指针)时,second 恰好指向倒数第 n 个节点。

根据方法一和方法二,如果能够得到的是倒数第 n 个节点的前驱节点而不是倒数第 n 个节点的话,删除操作会更加方便。因此可以考虑在初始时将 second 指向哑节点,其余的操作步骤不变。这样一来,当 first 遍历到链表的末尾时,second 的下一个节点就是需要删除的节点。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution(object):
    def removeNthFromEnd(self, head, n):
        """
        :type head: Optional[ListNode]
        :type n: int
        :rtype: Optional[ListNode]
        """
        dummy=ListNode(0)  #建一个虚拟头节点 dummy,值为 0
        dummy.next=head  #指向链表的头节点
        fast=head  #指向链表的头节点
        slow=dummy  #指向虚拟头节点
        for i in range(n):  #将快指针向前移动 n 步,快慢指针保持n个距离
            fast=fast.next
        while fast:  #直到快指针到达末尾
            fast=fast.next
            slow=slow.next
        slow.next=slow.next.next #慢指针指向要删除节点的前一个节点
        return dummy.next  #删除节点后的链表头节点
        

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(1)

                                                                                                                             (力扣官方题解) 

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