面试 8：快慢指针法玩转链表算法面试（二）

昨天在最后给大家留了拓展题，不知道大家有没有思考完成，其实南尘说有巨坑是吓大家的啦，实际上也没什么。我们来继续看看昨天这个拓展题。

面试题：给定单链表的头结点，删除单链表的倒数第 k 个结点。

前面的文章见链接：面试 7：面试常见的链表算法捷径(一)

这个题和前面的文章中增加了一个操作，除了找出来这个结点，我们还要删除它。删除一个结点，想必大家必定也知道：要想操作（添加、删除）单链表的某个结点，那我们还得知道这个节点的前一个节点。所以我们要删除倒数第 k 个结点，就必须要找到倒数第 k+1 个结点。然后把倒数第 k+1 个元素的 next 变量 p.next 指向 p.next.next。

我们找到倒数第 k 个结点的时候，先让 fast 走了 k-1 步，然后再让 slow 变量和 fast 同步走，它们之间就会一直保持 k-1 的距离，所以当 fast 到链表尾结点的时候，slow 刚刚指向的是倒数第 k 个结点。

本题由于我们要知道倒数第 k+1 个结点，所以得让 fast 先走 k 步，待 fast 指向链表尾结点的时候，slow 正好指向倒数第 k+1 个结点。

我们简单思考一下临界值：

1. 当 k = 1 的时候，删除的值是尾结点。我们让 fast 先走 1 步，当 fast.next 为尾结点的时候，倒数第 k+1 个结点正好是我们的倒数第二个结点。我们删除 slow.next，并让slow.next 指向 slow.next.next = null，满足条件。
2. 当 k > len 的时候，我们要找的倒数第 k 个元素不存在，直接出错；
3. 当 1 < k < len 的时候，k 最大为 len-1 的时候，fast 移动 len-1 步，直接到达尾结点，此时，snow 指向头结点。删除倒数第 k 个元素，即删除正数第 2 个结点即可；
4. 当 k = len 的时候比较特殊，当 fast 移动 len 步的时候，已经指向了 fast.next = null，此时我们其实要删除的是头结点，直接返回 head.next 即可。

所以我们自然能得到这样的代码。

public class Test07 {
    public static class LinkNode {
        int data;
        LinkNode next;

        public LinkNode(int data) {
            this.data = data;
        }
    }

    private static LinkNode delTheSpecifiedReverse(LinkNode head, int k) {
        LinkNode slow = head;
        LinkNode fast = head;
        if (fast == null) {
            throw new RuntimeException("your linkNode is null");
        }
        // 先让 fast 先走 k 步
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (fast == null) {
                // 说明输入的 k 已经超过了链表长度，直接报错
                throw new RuntimeException("the value k is too large.");
            }
            fast = fast.next;
        }
        // fast == null ，说明已经到了尾结点后面的空区域，说明要删除的就是头结点。
        if (fast == null) {
            return head.next;
        }
        while (fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        slow.next = slow.next.next;
        return head;
    }

    public static void main(String[] args) {
        LinkNode head = new LinkNode(1);
        head.next = new LinkNode(2);
        head.next.next = new LinkNode(3);
        head.next.next.next = new LinkNode(4);
        head.next.next.next.next = new LinkNode(5);
        LinkNode node = delTheSpecifiedReverse(head, 3);
        while (node != null) {
            System.out.print(node.data + "->");
            node = node.next;
        }
    }
}

好了，我们解决了昨天文章中留下的拓展题，今天我们来看看我们链表都还有些怎样的考法。

面试题：定义一个单链表，输入一个链表的头结点，反转该链表并输出反转后链表的头结点。为了方便，我们链表的 data 采用整型。

这是一道反转链表的经典题，我们来屡一下思路：一个结点包含下一结点的引用，反转的意思就是要把原来指向下一结点的引用指向上一个结点。我们可以分为下面的步骤：

1. 找到当前要反转的结点的下一个结点，并用变量保存，因为下一次要反转的是它，如果我们不保存的话一定会因为前面已经反转，导致无法通过遍历得到这个结点；
2. 然后让当前结点的 next 引用指向上一个结点，上一个结点初始 null 因为头结点的反转后变成尾结点；
3. 当前要反转的结点变成下一个要比较元素的上一个结点，用变量保存；
4. 当前要比较的结点赋值为之前保存的未反转前的下一个结点；
5. 当前反转的结点为 null 的时候，保存的上一个结点即反转后的链表头结点。

用代码实现就是：

public class Test08 {

    private static class LinkNode {
        int data;
        LinkNode next;

        LinkNode(int data) {
            this.data = data;
        }
    }

    private static LinkNode reverseLink(LinkNode head) {
        // 上一个结点
        LinkNode nodePre = null;
        LinkNode next = null;
        LinkNode node = head;
        while (node != null) {
            // 先用 next 保存下一个要反转的结点，不然会导致链表断裂。
            next = node.next;
            // 再把现在结点的 next 引用指向上一个结点
            node.next = nodePre;
            // 把当前结点赋值给 nodePre 变量，以便于下一次赋值
            nodePre = node;
            // 向后遍历
            node = next;
        }
        return nodePre;
    }

    public static void main(String[] args) {
        LinkNode head = new LinkNode(1);
        head.next = new LinkNode(2);
        head.next.next = new LinkNode(3);
        head.next.next.next = new LinkNode(4);
        head.next.next.next.next = new LinkNode(5);
        LinkNode node = reverseLink(head);
        while (node != null) {
            System.out.print(node.data + "->");
            node = node.next;
        }
    }
}

链表可以考的可真多，相信不是小伙伴都和我一样，云里雾里了，那我们今天就讲到这里，后面还要继续考算法，你，打起精神，别睡着了。