Java数据结构与算法———（10）单链表应用实例，找到单链表中倒数第K个节点

找到单链表中的倒数第K个节点，并打印输出节点。两段代码，思路都是相似的。

一、代码1

public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {//开始测试System.out.println("开始测试... ... ... ... ...");//1.创建节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "公孙胜", "入云龙");HeroNode hero5 = new HeroNode(5, "关胜", "大刀");//2.创建链表SingleLinkedList singlelinkedlist1 = new SingleLinkedList();//输出顺序等于加入顺序//SingleLinkedList singlelinkedlist2 = new SingleLinkedList();//输出顺序按照编号排序//3.将创建好的节点加入到创建好的链表中//输出顺序等于添加顺序singlelinkedlist1.add(hero1);singlelinkedlist1.add(hero3);//hero3与hero2打乱了顺序singlelinkedlist1.add(hero2);//hero3与hero2打乱了顺序singlelinkedlist1.add(hero4);singlelinkedlist1.add(hero5);//4.将创建好的节点加入到创建好的链表中//输出顺序按照编号大小，而不是加入顺序/*singlelinkedlist2.addByOrder(hero1);singlelinkedlist2.addByOrder(hero3);//hero3与hero2打乱了顺序singlelinkedlist2.addByOrder(hero2);//hero3与hero2打乱了顺序singlelinkedlist2.addByOrder(hero5);//hero4与hero5打乱了顺序singlelinkedlist2.addByOrder(hero4);//hero4与hero5打乱了顺序singlelinkedlist2.addByOrder(hero4);//hero4已经存在，提示加不进去*///5.修改节点/*System.out.println("修改之前的链表：");singlelinkedlist1.list();HeroNode hero6 = new HeroNode(3, "小吴", "智多星~~");singlelinkedlist1.updata(hero6);System.out.println("修改之后的链表：");singlelinkedlist1.list();*///6.显示链表//singlelinkedlist1.list();//singlelinkedlist2.list();//7.删除节点，根据排名/*Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("删除节点之前的链表：");singlelinkedlist1.list();System.out.println("输入要删除的英雄排名：");singlelinkedlist1.del(scanner.nextInt());System.out.println("删除节点之后的链表：");singlelinkedlist1.list();*///8.计算单链表的有效节点个数/*singlelinkedlist1.list();System.out.println("单链表的有效节点个数为：" + singlelinkedlist1.getLength(singlelinkedlist1.getHead()));singlelinkedlist1.del(1);singlelinkedlist1.list();System.out.println("单链表的有效节点个数为：" + singlelinkedlist1.getLength(singlelinkedlist1.getHead()));*///9.找单链表中的倒数第k个节点singlelinkedlist1.list();HeroNode res = singlelinkedlist1.findLastIndexNode(singlelinkedlist1.getHead(), 2);System.out.println("res = " + res);}
}//一、定义 SingleLinkedList 类，管理梁山好汉
class SingleLinkedList{//先初始化一个节点头，头节点不要动，其数据域不存放具体的数据private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");//获得链表头节点的方法public HeroNode getHead() {return head;}//1.添加节点到单向链表，输出顺序等于添加顺序//思路：不考虑编号时，直接把新节点添加到当前链表的末尾//（1）找到当前链表的最后节点//（2）将最后节点的 next 指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {//因为head节点不能动，因为需要一个辅助节点 tempHeroNode temp = head;//<1>遍历链表，找到最后一个节点while(true) {//对于不清楚具体循环次数的遍历，要用while循环//找到链表的最后一个节点if(temp.next == null) {//若找到链表最后一个节点break;//跳出循环}//如果没有找到最后一个节点，则将 temp 后移temp = temp.next;}//<2>当退出while循环时， temp 就指向了链表的最后一个节点//将最后这个节点的 next 指向新的节点temp.next = heroNode;}//2.添加节点到单向链表，输出顺序等于编号顺序，而不是加入顺序//入错链表中已经存在待添加的编号，则添加失败public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为头节点不能动，因为需要一个辅助节点（指针）来帮助找到添加的位置//因为是单链表，因此需要找到的 temp 是待添加节点的前一个位置，否则加入不了HeroNode temp = head;boolean flag = false;//flag 表示添加的编号是否存在，默认为false，表示不存在//（1）开始遍历while(true) {//目的是找到插入的位置if(temp.next == null) {//说明 temp 已经在链表的最后break;}if(temp.next.no > heroNode.no) {//找到插入位置，就在 temp 的后面插入break;}else if(temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的 heroNode 的编号已经存在flag = true;//说明编号已经存在break;}//若上面的情况都没有出现，则将 temp 往后移，继续遍历链表temp = temp.next;}//退出 while 循环//（2）判断 flag 的值if(flag) {//若 flag 为 true ，说明待插入的英雄编号已经存在，不能插入System.out.printf("待插入的英雄（排名 = %d）不存在！\n", heroNode.no);}else {//可以插入，插入到 temp 与 temp.next 之间heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}//3.显示链表public void list() {//（1）先判断链表是否为空if(head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;//结束方法，并不返回数值}//（2）链表非空，输出链表//因为头节点不能动，因此需要一个辅助变量来遍历链表HeroNode temp = head.next;while(true) {//<1>判断是否到链表最后//if的判断条件不能用 temp.next == null ，因为这会导致最后一个节点无法输出//如果 temp == null ，就表示 temp 的上一个节点就是链表的最后一个节点，且上一个节点的地址域就等于 temp //temp是一个引用变量，其本质是对象的地址if(temp == null) {break;//已经遍历完链表}//<2>没有到链表最后，输出节点的信息System.out.println(temp);//将temp后移，一定要记得这个操作temp = temp.next;}}//4.修改节点的信息，根据节点的 no 来修改，即不能修改 no ，只能修改 name 和 nickname//根据 newHeroNode 的 no 来修改即可public void updata(HeroNode newHeroNode) {//（1）先判断链表是否为空if(head.next == null) {System.out.println("链表为空！");return;//结束方法，一定不能丢掉！}//（2）链表非空，找到需要修改的节点，根据排名 no 来修改内容//惯例，先定义一个辅助变量HeroNode temp = head.next;boolean flag = false;//表示是否找到该节点，默认为 false ，没有找到//<1> 判断有没有找到排名 nowhile(true) {if(temp == null) {//已经遍历完链表break;//跳出循环}if(temp.no == newHeroNode.no) {//找到了flag = true;//找到了break;//跳出循环}temp = temp.next;//没有找到，继续遍历}//结束循环//<2> 根据 flag 判断是否找到要修改的节点if(flag) {//找到了temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;}else {//没有找到System.out.printf("没有找到排名为%d的英雄\n", newHeroNode.no);}}//5.删除某一个节点，根据排名//思路//1. 按照惯例， head 不能动，因此需要一个辅助节点找到待删除节点的前一个节点//2. 在比较时，用 temp.next.no 与  待删除节点.no 来比较public void del(int no) {HeroNode temp = head;boolean flag = false;//标志是否找到待删除的节点，默认没找到，为 false//（1） 遍历链表，找到待删除的节点的前一个节点while(true) {if(temp.next == null) {//已经到达链表最后break;}if(temp.next.no == no) {//找到待删除的节点的前一个节点flag = true;break;}temp = temp.next;//没有找到待删除节点的前一个节点，继续遍历链表}//（2） 根据 flag 的值来判断是否找到待删除节点的前一个节点if(flag) {//找到了temp.next = temp.next.next;}else {System.out.printf("要删除的%d节点不存在！", no);}}//6.求单链表中有效节点的个数（若带头节点，则不统计头节点）/*** @param head 是头节点* @return 返回有效节点的个数*/public static int getLength(HeroNode head) {//1.首先判断链表是否为空，为空则返回0if(head.next == null) {return 0;}//2.单链表非空int length = 0;//定义一个辅助变量，不统计头节点HeroNode cur = head.next;while(cur != null) {length++;cur = cur.next;//cur后移，继续遍历}return length;}//7.找到链表中的倒数第K个节点//思路//1. 编写一个方法，接收 head 节点和 index（表示倒数第 index 个节点）//2. index表示是倒数第 index 个节点//3. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总长度size（直接调用 getLength 方法）//4. 得到 size 后，从链表的第一个开始遍历（size - index）个，就找到了倒数第 index 个节点//5. 如果找到了，则返回该节点，否则返回 nullpublic static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {//1.先判断链表是否为空if(head.next == null) {return null;//没有找到}//2.第一次遍历整个单链表得到链表的长度（有效节点个数），直接调用 getLength 方法int size = getLength(head);//3.第二次遍历 （size - index）个节点，找到倒数第 index 节点并将其返回//（1）先做一个 index 的校验，因为不存在倒数第0个、第-1个、倒数第6个（加入链表长度为5）节点if(index <= 0 || index > size) {//越界return null;}//（2）定义一个辅助节点 cur ，用 for 循环定位到倒数第 index 个节点HeroNode cur = head.next;for(int i = 0; i < size - index; i++) {cur = cur.next;}return cur;}
}//二、定义 HeroNode，每个 HeroNode 对象代表一个节点
class HeroNode{public int no;//排名public String name;//名字public String nickname;//昵称public HeroNode next;//指向下一个节点//1.创建HeroNode对象的构造器public HeroNode(int no, String name, String nickname) {this.no = no;this.name = name;this.nickname = nickname;}//2.为了显示方便，重写toString方法@Overridepublic String toString() {return "HeroNode [排名 = " + no + ", 姓名 = " + name + ", 绰号 = " + nickname + "]";}
}

二、结果1（依次是倒数第2、第1、第6、第0、第-1个节点）

开始测试... ... ... ... ...（倒数第2个节点）
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
res = HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]开始测试... ... ... ... ...（倒数第1个节点）
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
res = HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]开始测试... ... ... ... ...（倒数第6个节点）
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
res = null开始测试... ... ... ... ...（倒数第0个节点）
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
res = null开始测试... ... ... ... ...（倒数第-1个节点）
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
res = null

代码2（LeetCode中有这个题目）

/*** 找到链表的倒数第 k 个节点，将头节点当成链表的首节点*/
public class MyTest {public static void main(String[] args) {//创建若干个节点ListNode listnode1 = new ListNode(2);ListNode listnode2 = new ListNode(3);ListNode listnode3 = new ListNode(4);ListNode listnode4 = new ListNode(5);//创建链表，加入节点LinkedList linkedlist = new LinkedList();linkedlist.addListNode(listnode1);linkedlist.addListNode(listnode2);linkedlist.addListNode(listnode3);linkedlist.addListNode(listnode4);//显示链表linkedlist.list(linkedlist.getHead());//找到倒数第 k 个节点System.out.println("------------------------------");ListNode kth = linkedlist.findKthNode(linkedlist.getHead(), 2);linkedlist.list(kth);}
}class ListNode{public int val;public ListNode next;// ListNode 类的构造方法public ListNode(int val) {this.val = val;}//为了显示方便，重写 toString 方法@Overridepublic String toString() {return "" + val;}
}class LinkedList{//初始化一个头节点private ListNode head = new ListNode(1);//获得链表头节点的方法public ListNode getHead() {return head;}//添加节点到单链表的方法public void addListNode(ListNode listnode) {//由于头节点不能动，所以需要一个赋值节点 tempListNode temp = head;//遍历单链表，找到最后一个节点while(true) {//如果找到单链表的最后一个节点if(temp.next == null) {temp.next = listnode;break;}//没有找到单链表最后一节点，则继续遍历temp = temp.next;}}//找到单链表倒数第 K 个节点的方法public ListNode findKthNode(ListNode head, int k) {//1.先判断链表是否为空if(head == null) {return null;}//2.链表不为空，遍历整个链表，确定链表长度int length = 0;ListNode temp = head; while(temp != null) {length++;temp = temp.next;}//3.遍历链表，找到倒数第 k 个节点//（1）先对 k 进行校验，此步骤体现程序的鲁棒性，不能忽略！！！if(k <= 0 || k > length) {return null;}//（2）k 值符合要求，新建一个辅助节点ListNode cur = head;for(int i = 0; i < length - k; i++) {cur = cur.next;}return cur;}//打印输出链表public void list(ListNode head){//首先判断链表是否为空if(head == null) {//把头节点当成链表的首节点System.out.println(head);return;}//链表非空，打印输出ListNode temp = head;System.out.print("[");while(true) {//判断是否到链表最后if(temp.next == null) {//到达链表最后System.out.print(temp);break;//退出循环}//没有到链表最后，继续打印输出if(temp.next != null) {System.out.print(temp + ",");}//将 temp 后移temp = temp.next;}System.out.println("]");}
}

二、结果1（依次是倒数第2、第1、第6、第0、第-1个节点）

[1,2,3,4,5]
------------------------------
[4,5][1,2,3,4,5]
------------------------------
[5][1,2,3,4,5]
------------------------------
null[1,2,3,4,5]
------------------------------
null[1,2,3,4,5]
------------------------------
null

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找到单链表中的倒数第K个节点，并打印输出节点。两段代码，思路都是相似的。

一、代码1

二、结果1（依次是倒数第2、第1、第6、第0、第-1个节点）

代码2（LeetCode中有这个题目）

二、结果1（依次是倒数第2、第1、第6、第0、第-1个节点）

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