【力扣算法17】之 19. 删除链表的倒数第 N 个结点 python

问题描述

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例1

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

示例2

输入：head = [1], n = 1 输出：[]

示例3

输入：head = [1,2], n = 1 输出：[1]

提示

• 链表中结点的数目为 sz
• 1 <= sz <= 30
• 0 <= Node.val <= 100
• 1 <= n <= sz

思路分析

1. 首先，我们需要删除链表的倒数第n个节点。为了能够找到要删除的节点，我们需要知道链表的长度。
2. 我们可以通过遍历链表来获取链表的长度。假设链表的长度为length。
3. 然后，我们可以根据链表的长度和要删除的节点的位置，计算出要删除的节点在正向遍历中的位置。假设要删除的节点在正向遍历中的位置为pos。
4. 接下来，我们需要找到要删除的节点的前一个节点，即倒数第n+1个节点。根据第3步计算的位置，我们可以通过遍历链表来定位到该节点。
5. 最后，将要删除的节点从链表中移除，即将前一个节点的next指针指向下一个节点。

这个思路的关键点是使用双指针的技巧。通过快指针先向前移动n步，可以使得快指针和慢指针之间相差n个节点。然后同时移动快指针和慢指针，直到快指针到达链表的末尾。这样，慢指针所指向的节点就是要删除的节点的前一个节点。

通过这种方法，我们可以在一次遍历中找到要删除的节点的前一个节点，并进行删除操作，而不需要遍历两次链表来实现。

代码分析

1. 创建一个虚拟头结点 dummy，并将它指向原链表的头结点 head。
2. 定义两个指针 fast 和 slow，初始时都指向虚拟头结点。
3. 快指针 fast 先向前移动 n 步，即 for i in range(n+1): fast = fast.next。
4. 同时移动快指针和慢指针，直到快指针 fast 到达链表的末尾。使用循环 while fast:，循环内部的操作为 fast = fast.next 和 slow = slow.next。
5. 此时，慢指针 slow 所指向的节点就是要删除的节点的前一个节点。
6. 将慢指针 slow 所指向的节点的 next 指针指向下一个节点的 next 指针，即 slow.next = slow.next.next，实现删除倒数第 n 个节点。
7. 返回 dummy.next，即为新链表的头结点。

完整代码

class Solution(object):
    def removeNthFromEnd(self, head, n):
        dummy = ListNode(0)  # 创建一个虚拟头结点，值为0
        dummy.next = head  # 将虚拟头结点指向原链表的头结点
        fast = dummy  # 快指针初始指向虚拟头结点
        slow = dummy  # 慢指针初始指向虚拟头结点
        
        for i in range(n+1):  # 快指针先向前移动n步（包括虚拟头结点）
            fast = fast.next
        
        while fast:  # 同时移动快指针和慢指针，直到快指针到达链表末尾
            fast = fast.next  # 快指针每次移动一步
            slow = slow.next  # 慢指针每次移动一步
        
        slow.next = slow.next.next  # 删除倒数第n个节点，将慢指针指向的节点的next指针指向下一个节点的next指针
        
        return dummy.next  # 返回链表的头结点

详细分析

class Solution(object):

定义一个名为Solution的类。

    def removeNthFromEnd(self, head, n):

定义了一个名为removeNthFromEnd的方法，该方法接受两个参数：head表示链表的头结点，n表示要删除的倒数第n个节点。

        dummy = ListNode(0)

创建一个名为dummy的虚拟头结点，值为0。

        dummy.next = head

将虚拟头结点的next指针指向原链表的头结点，以便建立虚拟头结点与原链表的连接。

        fast = dummy
        slow = dummy

初始化快指针fast和慢指针slow，都指向虚拟头结点。

        for i in range(n+1):
            fast = fast.next

快指针先向前移动n步（包括虚拟头结点），以建立快慢指针之间的n个节点的距离。

        while fast:
            fast = fast.next
            slow = slow.next

同时移动快指针和慢指针，快指针每次向前移动一步，慢指针每次向前移动一步，直到快指针到达链表末尾。

        slow.next = slow.next.next

删除倒数第n个节点，即将慢指针指向的节点的next指针指向下一个节点的next指针。通过跳过要删除的节点实现删除操作。

        return dummy.next

返回链表的头结点，即虚拟头结点的下一个节点，用于处理删除头结点的情况。

运行效果截图