如何找出单链表中的倒数第k个元素

（1）方法1：首先遍历一遍单链表，求出整个单链表的长度n，然后将倒数第k个，转换为正数第n-k个，接下去遍历一次就可以得到结果。但该算法需要对链表进行两次遍历，第一次遍历用于求解单链表的长度，第二次遍历用于查找正数第n-k个元素。

（2）方法2：如果沿着从头到尾的方向，从链表中的某个元素开始，遍历k个元素后刚好达到链表尾，那么该元素就是要找的倒数第k个元素。根据这一性质，可以设计如下算法：从头节点开始，一次对链表的每一个节点元素进行这样的测试，遍历k个元素，查看是否到达链表尾，直到找到那个倒数第k个元素为止。这种方法将对同一批元素进行反复多次的遍历，对于链表中的大部分元素而言，都要遍历k个元素，如果链表的长度为n，该算法的时间复杂度为O(kn)级，效率太低。

（3）方法3：有一种更高效的方式，只需要一次遍历即可查找到倒数第k个元素。由于单链表只能从头到尾依次访问链表的各个节点，所以如果要找链表的倒数第k个元素，也只能从头到尾进行遍历查找。在查找过程中，设置两个指针，让其中一个指针比另一个指针先前移k-1步，然后两个指针同时往前移动。循环直到先行的指针指为NULL时，另一个指针所指的位置就是所要找的位置。如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct node
{
    int data;
    struct node *next;
} NODE;

// 尾插法创建单链表(带头节点)
NODE *createEnd(int arr[], int len)
{
    NODE *head = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); // 生成头节点
    head->next = NULL;
    NODE *end = head;  // 尾指针初始化

    for (int i = 0; i < len; i++) {

        NODE *p = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); // 为每个数组元素建立一个节点
        p->data = arr[i];
        end->next = p;  // 将节点p插入到终端节点之后
        end = p;
    }

    end->next = NULL;  // 单链表建立完毕，将终端节点的指针域置空

    return head;
}

// 找出单链表中的倒数第k个元素
NODE *search_last_k(NODE *head, int k)
{
    NODE *p1 = head;
    NODE *p2 = head;

    for (int i = 0; i < k; i++) {
        p2 = p2->next;
    }

    while (p2 != NULL) {
        p1 = p1->next;
        p2 = p2->next;
    }

    return p1;

}

// 单链表打印
void print(NODE *head)
{
    if (head == NULL) return;

    NODE *p = head->next;
    while (p != NULL) {
        printf("%d\n", p->data);
        p = p->next;
    }
}

int main(void)
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7};
    int len = sizeof(arr)/sizeof(int);

    NODE *head = createEnd(arr, len);

    print(head);

    printf("-----------\n");

    NODE *temp_k = search_last_k(head, 3);
    printf("%d\n",temp_k->data);

    return 0;
}