无需GetLength,N步到尾，再N步到结果：单链表倒数第N个节点的值

2023-09-02 21:01:20

前言
在剑指Offer的第15题中，要求在不计算单链表长度的情况下，找到倒数第N个节点的值。本文将介绍一种通过双指针法来解决此问题的思路和具体实现。

正文

双指针法的基本思想是使用两个指针，一个指针从单链表的头部开始遍历，另一个指针从单链表的倒数第N个节点开始遍历。然后，两个指针同时向后遍历，当第一个指针到达单链表的尾部时，第二个指针所指向的节点就是倒数第N个节点。

为了实现这一思路，我们需要以下几个步骤：

定义两个指针，分别指向单链表的头部和倒数第N个节点。
将倒数第N个节点的指针向前移动N个节点，这样两个指针之间的距离就变成了N个节点。
然后，两个指针同时向后遍历，直到第一个指针到达单链表的尾部。
当第一个指针到达单链表的尾部时，第二个指针所指向的节点就是倒数第N个节点。

以下是代码实现：

def find_nth_node_from_end(head, n):
  """
  Finds the nth node from the end of a singly linked list.

  Args:
    head: The head of the singly linked list.
    n: The index of the node to find.

  Returns:
    The value of the nth node from the end of the singly linked list.
  """

  # Check if the input is valid.
  if head is None or n <= 0:
    return None

  # Initialize two pointers.
  p1 = head
  p2 = head

  # Move p2 pointer to the nth node from the head.
  for _ in range(n):
    if p2 is None:
      return None  # The list is shorter than n.
    p2 = p2.next

  # Move both pointers until p1 reaches the end of the list.
  while p1.next is not None:
    p1 = p1.next
    p2 = p2.next

  # Return the value of the nth node from the end.
  return p2.val