LeetCode题解61_旋转链表(Rotate-List)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了LeetCode题解61_旋转链表(Rotate-List)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

描述

给定一个链表,旋转链表,将链表每个节点向右移动 k 个位置,其中 k 是非负数。

示例 1:

输入: 1->2->3->4->5->NULL, k = 2
输出: 4->5->1->2->3->NULL
解释:
向右旋转 1 步: 5->1->2->3->4->NULL
向右旋转 2 步: 4->5->1->2->3->NULL

示例 2:

输入: 0->1->2->NULL, k = 4
输出: 2->0->1->NULL
解释:
向右旋转 1 步: 2->0->1->NULL
向右旋转 2 步: 1->2->0->NULL
向右旋转 3 步: 0->1->2->NULL
向右旋转 4 步: 2->0->1->NULL

解法:双指针

思路

求解这道题等价于找到链表倒数第 k 个节点,然后将之前的所有节点放到链表的尾部,形成一个新的链表,相当于 LeetCode 第 19 题的进阶版。

对于寻找单向链表的倒数第 \\(k\\) 个元素问题,可以采用双指针的方法进行求解。

  • 令指针 p1 和指针 p2 均指向表头,然后让指针 p2 跳转 \\(k - 1\\) 次,此时指针 p2 处于链表的第 \\(k\\) 个节点

  • 接着,让两个指针同时向链表尾部跳转,直到指针 p2 处于链表的尾部,此时,指针 p1 指向的节点正是链表的倒数第 \\(k\\) 个节点

在找到倒数第 \\(k\\) 个节点后,只需要将指针 p2 指向链表头 head、指针 p1 的前一个节点的 next 指针指向 null,最后指针 p1 就是新的链表的表头。

值得注意的是,在这道题中,我们需要找到的是链表的倒数第 \\(k+1\\) 个节点,从而才能对该节点的 next 指针进行操作(指向 null)。同样地,也需要注意一些边界情况,比如表头 head 为空,k 大于链表长度等。

Java 实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {
        // 边界情况处理
        if (head == null) {
        	return head;
        }

        // 统计链表长度并对k进行取余操作
        int length = 1;
        ListNode tmp = head;
        while (tmp.next != null) {
        	tmp = tmp.next;
        	++length;
        }
        k = k % length;
        if (k == 0) {
        	return head;
        }

        // 寻找倒数第k+1个节点
        ListNode p1 = head, p2 = head;
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
        	p2 = p2.next;
        }
        while (p2.next != null) {
        	p1 = p1.next;
        	p2 = p2.next;
        }

        // 旋转链表
        ListNode newHead = p1.next;
        p1.next = null;
        p2.next = head;

        return newHead;
    }
}
// Runtime: 6 ms
// Your runtime beats 100.00 % of java submissions.

Python 实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def rotateRight(self, head, k):
        """
        :type head: ListNode
        :type k: int
        :rtype: ListNode
        """
        # 边界情况处理
        if not head:
            return head
        
        # 统计链表的长度并对k进行取余操作
        tmp, n = head, 1
        while tmp.next:
            tmp, n = tmp.next, n + 1
        k = k % n
        if k == 0:
            return head
        
        # 找到倒数第k+1个节点
        p1, p2 = head, head
        for i in range(k):
            p2 = p2.next
        while p2.next:
            p1 = p1.next
            p2 = p2.next
        
        # 旋转链表
        new_head = p1.next
        p1.next, p2.next = None, head
        return new_head
        
# Runtime: 44 ms
# Your runtime beats 99.11 % of python3 submissions.

复杂度分析

  • 时间复杂度:\\(O(n)\\),其中 \\(n\\) 表示链表的长度。首先需要迭代 \\(n\\) 次找出链表的长度,接着让指针 p2 迭代 \\(k\\) 次到达第 \\(k+1\\) 个节点的位置,最后还需要迭代 \\(n-(k+1)\\) 次使得两个指针一个指向链表尾部,一个指向倒数第 \\(k+1\\) 个节点,而迭代所执行的操作的时间复杂度都是 \\(O(1)\\) 的,所以最后总的时间复杂度是 \\(O(n)\\)
  • 空间复杂度:\\(O(1)\\)

以上是关于LeetCode题解61_旋转链表(Rotate-List)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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