C++ 删除链表倒数第 N 个节点:双指针与虚拟头节点法

星野
星野
发布时间:2026-10-13| 2人浏览过
原创

在 C++ 数据结构与算法面试中,“删除链表的倒数第 N 个结点”是一道经典高频题。解决此问题的关键在于准确定位目标节点的前驱节点。本文对比了两次遍历法与一次遍历的双指针法,并展示了如何使用虚拟头节点(Dummy Node)简化对头节点的特殊判断,确保代码的健壮性与简洁性。

题目要求与输入示例

给定一个单链表的头节点 `head` 和一个整数 `n`,请删除链表的倒数第 `n` 个结点,并返回链表的头节点。

例如,若输入链表为 [1,2,3,4,5],n=2,则输出 [1,2,3,5]。注意,当需要删除的是头节点时(如 n=5),直接使用原头指针可能导致逻辑混乱,因此引入辅助结构至关重要。

方法一:两次遍历法

第 1 步:获取链表长度

目的:确定链表中节点的总数 L,从而计算出倒数第 N 个节点正数是第几个。

操作:从头节点开始遍历链表,统计节点数量直到 head 为 null。

第 2 步:定位并删除目标节点

目的:找到待删除节点的前驱节点,修改其指针域。

操作:再次从链表头部开始遍历,走到第 L - n + 1 个节点(即待删节点的前驱)。此时将该节点的 next 指针指向其下下个节点 cur->next->next。

关键技巧:使用哑节点(dummy node)。创建一个虚拟头节点,其 next 指向实际头节点。这样即使删除的是原头节点,逻辑依然统一,无需单独判断 head 是否被删除。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int getLength(ListNode* head) {
        int length = 0;
        while (head) {
            ++length;
            head = head->next;
        }
        return length;
    }
    
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        // 创建哑节点,简化头节点处理的边界情况
        ListNode* dummy = new ListNode(0, head);
        int length = getLength(head);
        ListNode* cur = dummy;
        
        // 移动 cur 到待删除节点的前驱位置
        // 倒数第 N 个是正数第 L-n+1 个,前驱即在它前面一位
        for (int i = 1; i < length - n + 1; ++i) {
            cur = cur->next;
        }
        
        // 执行删除操作:跳过下一个节点
        cur->next = cur->next->next;
        
        // 恢复头指针并释放内存
        ListNode* ans = dummy->next;
        delete dummy;
        return ans;
    }
};

方法二:一次遍历双指针法

第 1 步:初始化双指针

目的:建立两个指针之间的固定间距,通过一次移动同步定位。

操作:同样创建虚拟头节点 dummyHead。设置快慢指针 p 和 q,初始均指向 dummyHead。

第 2 步:分离指针间距

目的:让快指针比慢指针多走 n 步。

操作:先移动 q 指针前进 n + 1 步。此时 p 和 q 之间恰好相隔 n 个节点(注意这里是指中间夹着的节点数,因为是从 dummy 开始的偏移量设计,具体步数可根据实现微调,通常向前挪 n+1 步是为了让 q 停在第 n+1 个节点上,或者根据循环条件调整)。

注:常见实现中,若 q 先走 n 步,则最后 p 会停在待删节点的前驱;若 q 走 n+1 步,需确保边界不越界。

第 3 步:同步移动直至结尾

目的:当快指针到达末尾时,慢指针自然位于待删节点的前驱。

操作:同时移动 p 和 q,直到 q 指向 NULL。

第 4 步:删除节点

目的:断开链接并清理内存。

操作:此时 p 指向待删节点的前驱。p->next 即为要删除的节点。保存该节点以便后续释放,将 p->next 指向 p->next->next,最后删除缓存的节点对象。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;

        ListNode* p = dummyHead;
        ListNode* q = dummyHead;
        
        // 先让 q 向前走 n + 1 步
        // 这样当 q 到达末尾(NULL)时,p 正好在待删除节点的前一个节点
        for( int i = 0 ; i < n + 1 ; i ++ ){
            q = q->next;
        }
        
        // 同时移动,直到 q 为空
        while(q){
            p = p->next;
            q = q->next;
        }
        
        // p->next 就是需要删除的节点
        ListNode* delNode = p->next;
        p->next = delNode->next;
        
        // 释放被删除节点的内存
        delete delNode;
        
        // 获取新的头节点并释放虚拟头节点
        ListNode* retNode = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        
        return retNode;
    }
};

总结与注意事项

在实际开发或面试中,推荐使用双指针法,因为它只需要一次遍历,时间复杂度为 O(L),空间复杂度为 O(1)。而两次遍历法虽然逻辑直观,但需要遍历链表两次,效率略低。

内存管理提醒:C++ 中涉及链表节点删除时,务必记得使用 delete 释放被移除节点的内存,以避免内存泄漏。对于初学者,容易忘记删除头节点的情况,虚拟头节点(Dummy Node)能有效规避这一常见的边界错误。

以上就是 C++ 删除链表倒数第 N 个结点详解的详细内容,更多关于 C++ 删除链表节点的资料请关注本站其它相关文章!

相关标签:

免责声明:本文内容仅供参考,不代表本站观点。转载或引用请注明出处。

Python 相关产品和应用

全部下载
Selenium

Selenium

4.51.0 · Windows

用于浏览器自动化和 Web 测试的 Python 工具。

scikit-learn

scikit-learn

1.9.1 · Windows

常用 Python 机器学习算法与模型评估工具库。

Black

Black

26.10.1 · Windows

强调一致性的 Python 自动代码格式化工具。

Ruff

Ruff

0.17.1 · macOS

由 Rust 编写的高速 Python 代码检查和格式化工具。

pytest

pytest

9.1.1 · Windows

简洁而强大的 Python 自动化测试框架。

FastAPI

FastAPI

0.146.0 · Windows

高性能 Python API 框架,支持类型提示和自动接口文档。

Flask

Flask

3.1.3 · Windows

轻量灵活的 Python Web 应用框架。

Django

Django

6.1.2 · Windows

成熟的 Python Web 框架,适合构建内容站点和业务系统。

Spyder

Spyder

6.1.7 · Windows

面向科学计算与数据分析的 Python 集成开发环境。

SciPy

SciPy

1.18.1 · Windows

面向科学、工程和技术计算的 Python 算法库。