递归查找链表中的第 n 个到最后一个元素答案

【问题标题】：Recursively find nth to last element in linked list递归查找链表中的第 n 个到最后一个元素
【发布时间】：2013-12-10 22:14:01
【问题描述】：

我正在练习基本的数据结构，但在递归方面遇到了一些困难。我知道如何通过迭代来做到这一点，但是我所有通过递归从链表的最后一个节点返回第 n 个节点的尝试都导致 null。到目前为止，这是我的代码：

public static int i = 0; 
public static Link.Node findnthToLastRecursion(Link.Node node, int pos) {
    if(node == null) return null; 
    else{
    findnthToLastRecursion(node.next(), pos);
    if(++i == pos) return node; 
    return null; 
    }

谁能帮我理解我哪里出错了？

这是我的迭代解决方案，效果很好，但我真的很想知道如何将其转换为递归：

public static Link.Node findnthToLast(Link.Node head, int n) {
    if (n < 1 || head == null) {
        return null;
    }
    Link.Node pntr1 = head, pntr2 = head;
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        if (pntr2 == null) {
            return null;
        } else {
            pntr2 = pntr2.next();
        }
    }
    while (pntr2.next() != null) {
        pntr1 = pntr1.next();
        pntr2 = pntr2.next();
    }
    return pntr1;
}

【问题讨论】：

第一次调用时node 的值是多少？您是向前还是向后工作？我原以为您需要从头开始并致电previous()，或者如果您不知道结尾是什么，请从头开始，一直工作到最后，然后退出n 次。这段代码没有做那样的事情......
找不到最后一个节点的位置（或大小），怎么知道第n个最后一个节点？这（如果编写正确）将找到第 n - 1 个节点（不是第 n 个最后一个节点）
快速提问：你知道你的链表的长度是多少
初始值为head，没有previous()函数可以调用。从头开始，一直工作到结束，然后通过迭代退出 n 次对我来说是有意义的，但我似乎无法理解如何递归地做到这一点。
@user3029486 就个人而言，我认为没有一种递归方式的好方法。是的，有办法，但没有一个是好的

标签： java recursion linked-list

【解决方案1】：

您需要走到尽头，然后计算返回的路数，确保每次传回节点时都将其传回。我喜欢一个返回点

public static int i = 0;  
public static Link.Node findnthToLastRecursion(Link.Node node, int pos) {

    Link.Node result = node;

    if(node != null) {
        result = findnthToLastRecursion(node.next, pos);

        if(i++ == pos){
            result = node;
        }
    }
    return result;
}

工作示例输出 7 作为 2 远离第 9 个和最后一个节点：

public class NodeTest {

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

/**
 * @param args
 */
public static void main(String[] args) {
    Node first = null;
    Node prev = null;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {

        Node current = new Node(prev, Integer.toString(i),null);
        if(i==0){
            first = current;
        }
        if(prev != null){
            prev.next = current;
        }
        prev = current;
    }

    System.out.println( findnthToLastRecursion(first,2).item);
}

public static int i = 0;

public static Node findnthToLastRecursion(Node node, int pos) {

    Node result = node;

    if (node != null) {
        result = findnthToLastRecursion(node.next, pos);

        if (i++ == pos) {
            result = node;
        }
    }

    return result;
}
}

【讨论】：

这应该是公认的答案，因为如果是面试问题，没有辅助函数的递归可以更好地理解递归。
@OpenUserX03 好吧，这里的助手是static int i。这可以在没有静态变量的情况下完成：stackoverflow.com/a/29937328/885464

【解决方案2】：

不需要静态变量。

public class List {
    private Node head = null;

    // [...] Other methods

    public Node findNthLastRecursive(int nth) {
        if (nth <= 0) return null;
        return this.findNthLastRecursive(this.head, nth, new int[] {0});
    }

    private Node findNthLastRecursive(Node p, int nth, int[] pos) {
        if (p == null) {
            return null;
        }
        Node n = findNthLastRecursive(p.next, nth, pos);
        pos[0]++;
        if (pos[0] == nth) {
            n = p;
        }
        return n;
    }
}

【讨论】：

拥有静态变量和添加额外参数/拥有辅助函数有什么区别？我不明白为什么后者应该比前者更好。
@michal 当然可以使用静态变量，但严格来说这不是一个完美的递归方法。使用堆栈来保持递归的当前状态通常被认为是常见的做法。
我的意思是，你还使用了一个额外的变量，你称之为 pos。无论它是静态的，还是您将它从一个调用传递到另一个调用，都没有太大变化。换句话说，这两种方法都求助于调用堆栈之外的额外变量。你明白我的意思吗？
我认为这种方法更好，因为它避免了在类级别添加静态变量。 “findNthRecursive()”函数可能只是“LinkedList”类中其他几个成员函数之一。因此，仅为此函数在类级别添加静态变量看起来不够干净/最小。话虽如此，我还不清楚为什么 pos 需要是 int[] 类型。为什么不能只是一个 int？

【解决方案3】：

我误解了这个问题。这是基于您的迭代解决方案的答案：

public static Link.Node findnthToLast(Link.Node head, int n) {
    return findnthToLastHelper(head, head, n);
}

private static Link.Node findnthToLastHelper(Link.Node head, Link.Node end, int n) {
    if ( end == null ) {
        return ( n > 0 ? null : head);
    } elseif ( n > 0 ) {
        return findnthToLastHelper(head, end.next(), n-1);
    } else {
        return findnthToLastHelper(head.next(), end.next(), 0);
    }
}

【讨论】：

【解决方案4】：

您可以通过以下几种方式做到这一点：

递归遍历列表一次以找到列表长度，然后编写递归方法返回第 k^th 元素（一个更容易的问题）。

使用辅助结构来保存结果加上剩余长度；这实质上用一个递归替换了第一个选项的两个递归：

static class State {
    Link.Node result;
    int trailingLength;
}
public static Link.Node findnthToLastRecursion(Link.Node node, int pos) {
    if(node == null) return null;
    State state = new State();
    findnthToLastRecursion(node, pos, state);
    return state.result;
}

private static void findnthToLastRecursion(Link.Node node, int pos, State state) {
    if (node == null) {
        state.trailingLength = 0;
    } else {
        findnthToLastRecursion(node.next(), state);
        if (pos == state.trailingLength) {
            state.result = node;
        }
        ++state.trailingLength;
    }
}

【讨论】：

【解决方案5】：

实际上你不需要 public static int i = 0; 。对于utill 方法，pos 是：

pos = 链表长度 - 上一个的 pos + 1

public static Node findnthToLastRecursion(Node node, int pos) {
    if(node ==null){ //if null then return null
        return null;
    }
    int length = length(node);//find the length of the liked list
    if(length < pos){
        return null;
    }
    else{
        return utill(node, length - pos + 1);
    }
}
private static int length(Node n){//method which finds the length of the linked list
    if(n==null){
        return 0;
    }
    int count = 0;
    while(n!=null){
        count++;
        n=n.next;
    }
    return count;
}
private static Node utill(Node node, int pos) {
    if(node == null) {
        return null;
    }
    if(pos ==1){
        return node;
    }
    else{
        return utill(node.next, pos-1);   
    }
}

这里的node.next 是next 节点。我直接访问next 节点而不是调用next() 方法。希望对您有所帮助。

【讨论】：

倒数第n个；不是第n个
谢谢，现在这更有意义了。看起来知道长度和使用辅助功能是关键。
@user3029486 非常正确。

【解决方案6】：

这（有点）作弊，但看起来不错。

public class Test {
  List<String> list = new ArrayList<> (Arrays.asList("Zero","One","Two","Three","Four","Five","Six","Seven","Eight","Nine","Ten"));
  public static String findNthToLastUsingRecursionCheatingALittle(List<String> list, int n) {
    int s = list.size();
    return s > n
            // Go deeper!
            ? findNthToLastUsingRecursionCheatingALittle(list.subList(1, list.size()), n)
            // Found it.
            : s == n ? list.get(0)
            // Too far.
            : null;
  }
  public void test() {
    System.out.println(findNthToLastUsingRecursionCheating(list,3));
  }

  public static void main(String args[]) {
    new Test().test();
  }
}

打印出来：

Eight

我认为是正确的。

我使用 List 而不是一些 LinkedList 变体，因为我不想重新发明任何东西。

【讨论】：

【解决方案7】：

int nthNode(struct  Node* head, int n)
{
    if (head == NULL)
        return 0;
    else {
    int i;
    i = nthNode(head->left, n) + 1;
    printf("=%d,%d,%d\n", head->data,i,n);
    if (i == n)
        printf("%d\n", head->data);
    }
}

【讨论】：

【解决方案8】：

public class NthElementFromLast {
public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new LinkedList<>();
    Stream.of("A","B","C","D","E").forEach(s -> list.add(s));
    System.out.println(list);
    System.out.println(getNthElementFromLast(list,2));

}

private static String getNthElementFromLast(List list, int positionFromLast) {
    String current = (String) list.get(0);
    int index = positionFromLast;

    ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
    while(positionFromLast>0 && listIterator.hasNext()){
        positionFromLast--;
        current = listIterator.next();
    }
    if(positionFromLast != 0) {
        return null;
    }
    String nthFromLast = null;
    ListIterator<String> stringListIterator = list.listIterator();
    while(listIterator.hasNext()) {
        current = listIterator.next();
        nthFromLast = stringListIterator.next();
    }
    return nthFromLast;
}

}

这将从最后一个元素中找到第 N 个元素。

【讨论】：

【解决方案9】：

我的方法简单直接，你可以根据需要改变数组大小：

int pos_from_tail(node *k,int n)
{   static  int count=0,a[100];
    if(!k) return -1;
    else
    pos_from_tail(k->next,n);
    a[count++]=k->data;
    return a[n];
}

【讨论】：

【解决方案10】：

您将在代码中稍作改动：

public static int i = 0; 
public static Link.Node findnthToLastRecursion(Link.Node node, int pos) {
    if(node == null) return null; 
    else{
        **Link.Node temp = findnthToLastRecursion(node.next(), pos);
        if(temp!=null)
            return temp;**
        if(++i == pos) return node; 
          return null; 
    }
}

【讨论】：