魅力链表，巧用指针——剖析 LeetCode 19 题的快慢指针解法

走近链表与双指针，一览 LeetCode 19 题的快慢指针解法

纵览链表

链表是一种常见的数据结构，由一系列结点组成，每个结点包含一个值和指向下一个结点的指针。链表具有以下特点：

• 结点可以动态分配和释放，因此链表可以动态地增长和缩短。
• 链表中的结点可以随机访问，但只能通过指针来访问。
• 链表的插入和删除操作非常高效，因为不需要移动大量数据。

邂逅双指针

双指针技术是一种常见的算法技巧，常用于解决链表问题。双指针技术的基本思想是使用两个指针同时遍历链表，并根据这两个指针之间的距离来实现不同的功能。

在 LeetCode 19 题中，我们可以使用双指针技术来找到倒数第 n 个结点。具体步骤如下：

1. 初始化两个指针，slow 和 fast，都指向链表的头结点。
2. 将 fast 指针向前移动 n 步。
3. 当 fast 指针到达链表末尾时，slow 指针将指向倒数第 n 个结点。
4. 将 slow 指针指向 slow 指针的下一个结点，并删除该结点。
5. 返回链表的头结点。

巧用优先处理

在 LeetCode 19 题中，我们可以通过不同的优先处理方式来优化解法。

• 优先处理链表长度： 如果我们知道链表的长度，那么我们可以直接将 fast 指针移动到链表的倒数第 (n+1) 个结点，这样就可以避免遍历整个链表。
• 优先处理特殊情况： 如果要删除的是链表的头结点，那么我们可以直接返回头结点的下一个结点。

代码实现

def remove_nth_from_end(head, n):
  """
  删除链表倒数第 n 个结点。

  参数：
    head：链表的头结点。
    n：要删除的结点在链表中的位置，从链表尾部开始计数。

  返回值：
    链表的头结点。
  """

  # 如果要删除的是链表的头结点，直接返回头结点的下一个结点。
  if n == 0:
    return head.next

  # 否则，使用双指针技术找到倒数第 n 个结点。
  slow = head
  fast = head
  for _ in range(n):
    fast = fast.next

  # 当 fast 指针到达链表末尾时，slow 指针将指向倒数第 n 个结点。
  while fast:
    slow = slow.next
    fast = fast.next

  # 将 slow 指针指向 slow 指针的下一个结点，并删除该结点。
  slow.next = slow.next.next

  # 返回链表的头结点。
  return head

结语

LeetCode 19 题是链表题目中的经典之作，考察了对链表和双指针的理解。通过这道题目的讲解，希望你能对链表和双指针技术有更深入的认识。同时，也希望你能举一反三，将这些技术应用到其他算法问题中。