剖析LeetCode：巧用双指针法删除链表倒数第N个节点（每日计划）

删除链表的倒数第N个节点：巧妙的双指针法

什么是双指针法？

删除链表的倒数第N个节点时，双指针法是一种巧妙且高效的方法。该方法的核心思想是使用两个指针，一个指针（称为“快指针”）先移动N步，然后另一个指针（称为“慢指针”）开始移动。当快指针到达链表尾部时，慢指针刚好位于要删除节点的前一个节点。

双指针法的具体步骤

1. 初始化两个指针，fast_ptr和slow_ptr，均指向链表头结点。
2. fast_ptr先移动N步，以确保它始终比slow_ptr领先N步。
3. 当fast_ptr到达链表尾部时，slow_ptr刚好位于要删除节点的前一个节点。
4. 删除slow_ptr的下一个节点（即要删除的节点）。
5. 返回删除后的链表头结点。

一个示例

假设我们有一个链表：[1, 2, 3, 4, 5]，并且我们要删除倒数第2个节点。

按照双指针法，我们可以这样操作：

1. 首先，我们将fast_ptr和slow_ptr都指向链表头结点1。
2. 然后，fast_ptr先移动2步，到达节点3。
3. 此时，slow_ptr仍然位于节点1，因为fast_ptr比slow_ptr领先2步。
4. 当fast_ptr到达链表尾部5时，slow_ptr刚好位于节点3的前一个节点2。
5. 因此，我们要删除节点3。我们只需要将slow_ptr的下一个节点（即节点3）指向节点3的下一个节点（即节点4）即可。
6. 删除节点3后，链表变为：[1, 2, 4, 5]。
7. 最后，我们将删除后的链表头结点1返回。

代码实现

def removeNthFromEnd(head: ListNode, n: int) -> ListNode:
    """
    删除链表的倒数第 n 个节点
    :param head: 链表头结点
    :param n: 要删除的倒数第 n 个节点
    :return: 返回删除后的链表头结点
    """
    # 创建两个指针：快指针和慢指针
    fast_ptr = head
    slow_ptr = head

    # 快指针先移动 n 步
    for _ in range(n):
        if fast_ptr is None:
            return head.next  # 如果快指针到达链表尾部，则删除头节点
        fast_ptr = fast_ptr.next

    # 当快指针到达链表尾部时，慢指针刚好位于要删除节点的前一个节点
    while fast_ptr is not None:
        fast_ptr = fast_ptr.next
        slow_ptr = slow_ptr.next

    # 删除慢指针的下一个节点
    slow_ptr.next = slow_ptr.next.next

    return head

结论

双指针法是一种删除链表的倒数第N个节点的巧妙算法。它通过使用两个指针，确保慢指针始终位于要删除节点的前一个节点，从而实现高效删除。

常见问题解答

1. 为什么要使用双指针法？
   双指针法通过同时移动两个指针，确保慢指针始终位于要删除节点的前一个节点，从而实现高效删除，而不需要遍历整个链表。
2. 双指针法是如何工作的？
   快指针先移动N步，然后慢指针开始移动。当快指针到达链表尾部时，慢指针刚好位于要删除节点的前一个节点。
3. 双指针法的复杂度是多少？
   双指针法的复杂度为O(n)，其中n是链表的长度。
4. 双指针法有哪些其他应用？
   双指针法还可以用于解决其他链表问题，例如查找链表中点、判断链表是否有环等。
5. 除了双指针法，还有哪些删除链表节点的方法？
   除了双指针法，还可以使用其他方法删除链表节点，例如：
   • 递归法
   • 迭代法
   • 哨兵节点法