LeetCode 热题 100 | 19. 删除链表的倒数第 N 个结点

大家好，今天我们来解决一道经典的链表问题——删除链表的倒数第 N 个结点。这道题在 LeetCode 上被标记为中等难度，要求删除链表的倒数第 n 个结点，并返回链表的头结点。

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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

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解题思路

核心思想

1. 双指针法：

   • 使用两个指针 first 和 second，初始时都指向链表的头结点。
   • 先让 first 指针向前移动 n 步。
   • 然后同时移动 first 和 second 指针，直到 first 指针到达链表末尾。
   • 此时，second 指针的下一个节点就是需要删除的节点。

2. 删除节点：

   • 将 second.next 指向 second.next.next，从而跳过需要删除的节点。

3. 特殊情况：

   • 如果 n 等于链表的长度，即删除头结点，直接返回 head.next。

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Python代码实现

class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: ListNode, n: int) -> ListNode:
        # 创建一个虚拟头结点
        dummy = ListNode(0)
        dummy.next = head
        
        # 初始化两个指针
        first = dummy
        second = dummy
        
        # 让 first 指针向前移动 n + 1 步
        for _ in range(n + 1):
            first = first.next
        
        # 同时移动 first 和 second 指针，直到 first 到达链表末尾
        while first:
            first = first.next
            second = second.next
        
        # 删除 second 的下一个节点
        second.next = second.next.next
        
        return dummy.next

代码解析

1. 虚拟头结点：

   • 创建一个虚拟头结点 dummy，并将其 next 指向链表的头结点。这可以简化删除头结点的特殊情况。

2. 初始化指针：

   • 初始化两个指针 first 和 second，都指向虚拟头结点。

3. 移动指针：

   • 让 first 指针向前移动 n + 1 步。
   • 同时移动 first 和 second 指针，直到 first 指针到达链表末尾。

4. 删除节点：

   • 将 second.next 指向 second.next.next，从而跳过需要删除的节点。

5. 返回结果：

   • 返回 dummy.next，即删除节点后的链表头结点。

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复杂度分析

• 时间复杂度：O(L)，其中 L 是链表的长度。只需要遍历链表一次。
• 空间复杂度：O(1)，只使用了常数级别的额外空间。

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示例运行

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]

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总结

通过双指针法，我们可以高效地删除链表的倒数第 n 个结点。这种方法在 O(L) 时间复杂度内完成，并且只使用了 O(1) 的额外空间。希望这篇题解对大家有所帮助，如果有任何问题，欢迎在评论区留言讨论！

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