单向链表实现查找倒数第k个结点的数据

目录

• 笔试题
  • 设计思想：
  • 实现步骤：
  • 代码展示以及测试内容：
  • 头插测试结果
  • 尾插测试结果

笔试题

设计思想：

• 通过两个指针进行先后遍历，直到遍历到尾节点为止。

实现步骤：

• 具体步骤：首先要构造一个完整的链表，构造链表的节点，设计一个结构体来管理节点数据以及类型，然后创建一个空链表进行初始化，同时调用多次插入函数（假设使用头插法）。在创建完一个完整的链表后，设计两个指针同时指向首节点，然后指针A先移动k次，紧接着指针B再移动一次。然后A移动一次，B移动一次。直到指针A到达尾节点，此时指针B所指向的就是倒数第k个节点。

代码展示以及测试内容：

/********************************************************************************************************
 *
 * file name  :   算法题.c
 * author     :   xu1234xcs@163.com
 * data       :   2025.5.10
 * function   :   设计算法实现查找链表倒数第k个节点
 * note:
 *
 * Copyright (c)  2024-2025  xu1234xcs@163.com   All right Reserved
 * ******************************************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
// 指的是单向链表中的结点有效数据类型，用户可以根据需要进行修改
typedef int DataType_t;

// 构造链表的结点,链表中所有结点的数据类型应该是相同的
typedef struct LinkedList
{
    DataType_t data;         // 结点的数据域
    struct LinkedList *next; // 结点的指针域

} LList_t;

// 创建一个空链表，空链表应该有一个头结点，对链表进行初始化
LList_t *LList_Create(void)
{
    // 1.创建一个头结点并对头结点申请内存
    LList_t *Head = (LList_t *)calloc(1, sizeof(LList_t));
    if (NULL == Head)
    {
        perror("Calloc memory for Head is Failed");
        exit(-1);
    }

    // 2.对头结点进行初始化，头结点是不存储有效内容的！！！
    Head->next = NULL;

    // 3.把头结点的地址返回即可
    return Head;
}

// 创建新的结点，并对新结点进行初始化（数据域 + 指针域）
LList_t *LList_NewNode(DataType_t data)
{
    // 1.创建一个新结点并对新结点申请内存
    LList_t *New = (LList_t *)calloc(1, sizeof(LList_t));
    if (NULL == New)
    {
        perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
        return NULL;
    }

    // 2.对新结点的数据域和指针域进行初始化
    New->data = data;
    New->next = NULL;

    return New;
}

// 头插
bool LList_HeadInsert(LList_t *Head, DataType_t data)
{
    // 1.创建新的结点，并对新结点进行初始化
    LList_t *New = LList_NewNode(data);
    if (NULL == New)
    {
        printf("can not insert new node\n");
        return false;
    }

    // 2.判断链表是否为空，如果为空，则直接插入即可
    if (NULL == Head->next)
    {
        Head->next = New;
        return true;
    }

    // 3.如果链表为非空，则把新结点插入到链表的头部
    New->next = Head->next;
    Head->next = New;

    return true;
}

// 尾插
bool LList_TailInsert(LList_t *Head, DataType_t data)
{
	LList_t *Phead = Head;
	// 1.创建新的结点，并对新结点进行初始化
	LList_t *New = LList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判断链表是否为空，如果为空，则直接插入即可
	if (NULL == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		return true;
	}
	// 3.如果链表为非空，则把新结点插入到链表的尾部
	while (Phead->next)
	{
		Phead = Phead->next;
	}
	Phead->next = New;
	return true;
}

// 遍历
void LList_Print(LList_t *Head)
{
    // 对链表的头文件的地址进行备份
    LList_t *Phead = Head;

    // 首结点
    while (Phead->next)
    {
        // 把头的直接后继作为新的头结点
        Phead = Phead->next;

        // 输出头结点的直接后继的数据域
        printf("data = %d\n", Phead->data);
    }
}

int findLast(LList_t *Head, int a)
{
    LList_t *first = Head->next;
    LList_t *second = Head->next;
    // 首先让first指针移动a个单位
    for (int i = 0; i < a; i++)
    {
        first = first->next;
    }
    // 然后让second移动一个单位
    second = second->next;
    // 直到first指针指向尾节点 每一次这两个指针都向后移动一个单位
    while (first->next)
    {
        first = first->next;
        second = second->next;
    }
    return second->data;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int k;
    prinrf("请输入要查找的倒数第k个位置的值\n");
    scanf("%d", &k);
    LList_t *list = LList_Create();
    LList_HeadInsert(list, 1);
    LList_HeadInsert(list, 2);
    LList_HeadInsert(list, 3);
    LList_HeadInsert(list, 4);
    LList_HeadInsert(list, 5);
    LList_HeadInsert(list, 6);
    LList_HeadInsert(list, 7);
    LList_Print(list);
    printf("倒数第%d个节点的值为%d", k, findLast(list, k));
    return 0;
}

头插测试结果

因此使用的是头插法，我们可以看到是倒序的链表数据，此外也可以使用尾插。

尾插测试结果