[数据结构与算法]【数据结构算法篇】链表面试必刷题4—链表中倒数第k个结点

专栏：《数据结构必刷题》
题目来自：牛客网和力扣

题目：链表中倒数第k个结点

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题目描述：

输入一个长度为 n 的链表，设链表中的元素的值为 ai ，返回该链表中倒数第k个节点。
如果该链表长度小于k，请返回一个长度为 0 的链表。

数据范围：0 <= n <= 10^5 , 0 <= ai <= 10^9, 0 <= k <= 10^9
要求：空间复杂度 O(n)O(n)，时间复杂度 O(n)O(n)
进阶：空间复杂度 O(1)O(1)，时间复杂度 O(n)O(n)

例如输入{1,2,3,4,5},2时，对应的链表结构如下图所示：

其中蓝色部分为该链表的最后2个结点，所以返回倒数第2个结点（也即结点值为4的结点）即可，系统会打印后面所有的节点来比较。

示例1：

输入：{1,2,3,4,5},2
返回值：{4,5}
说明：返回倒数第2个节点4，系统会打印后面所有的节点来比较

示例2:

输入： {2},8
返回值：{}

解题思路：
对于这道题，我们可以遍历链表，然后记录链表的长度，再输出倒数第K个结点。这虽然可以解决问题，但是时间复杂度高了，因为遍历了两遍链表。
如果要遍历一遍链表来解决问题，那么这道题可以使用$快慢指针$来解决。

快慢指针 所谓快慢指针中的快慢指的是指针向前移动的步长，每次移动的步长较大即为快，步长较小即为慢，常用的快慢指针一般是在单链表中让快指针每次向前移动2，慢指针则每次向前移动1。

我们先定义快慢指针，快指针为$fast$ ,慢指针为$slow$。

既然我们要得到倒数第K个结点，因此我们可以先让快指针走K步。当快指针走完后，它们在以相同的速度出发。看下图：

我们由上图可知，当$fast==null$，此时$slow$开始之后的结点都是我们要的结点 ，我们只需要返回$slow$结点就可以了。
做题要要严谨，我们还要考虑到$空链表、K的值不是正数、当K过大，fast为空$ 这几种情况。接下来就可以写代码了。

 public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {
        // write code here
        if(pHead == null || k <= 0){//空链表和K的值不是正数这种情况
            return null;
        }
        ListNode slow = pHead;
        ListNode fast = pHead;
        for(int i = 0;i < k;i++){
            if(fast == null){//判断K的值是否过大，导致fast是否为空
                return null;
            }
            fast = fast.next;
        }
        //快慢指针同时出发
        while(fast != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }