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【刷题之路Ⅱ】LeetCode 61. 旋转链表

林先生-1 2023-07-08 16:00:02
简介【刷题之路Ⅱ】LeetCode 61. 旋转链表

一、题目描述

原题连接: 61. 旋转链表
题目描述:
给你一个链表的头节点 head ,旋转链表,将链表每个节点向右移动 k 个位置。

示例 1:

在这里插入图片描述
输入: head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出:[4,5,1,2,3]

示例 2:

在这里插入图片描述
输入: head = [0,1,2], k = 4
输出:[2,0,1]

提示:
链表中节点的数目在范围 [0, 500] 内
-100 <= Node.val <= 100
0 <= k <= 2 * 109

二、解题

1、方法1——移动部分链表

1.1、思路分析

由题目给出的示例中我们不难看出,“将链表每个节点向右移动 k 个位置。”,其实就等同于将将从链表倒数第k个节点之后的链表翻转到链表的前面:
在这里插入图片描述
所以我们就可以先找到链表的第k个节点和尾节点,然后将这部分链表接到链表的前面即可,但因为是单链表,所以我们实际还要找到的其实是链表的倒数第k + 1个节点(也就是倒数第k个节点的前一个节点)。
例如上面的例子中,我们想旋转两次:
在这里插入图片描述

如上图,当pre指针指向倒第三个节点tial,cur指向倒数第二个节点并且tial指针指向尾节点后,我们就可以先将pre的next置空,然后再让tail的next指向头节点,然后再将头指针指向cur的下一个节点即可:
在这里插入图片描述
而当k等于链表的长度是,其效果就等同于根本没有翻转,所以当k大于或等于链表的长度时候,设链表的长度为len,那么其效果就等同于翻转了k mod len个节点,所以我们就可以先算出链表的长度len,然后执行k %= len,若执行后k等于0,那我们就不用翻转直接返回head即可。
关于找链表的倒数第k个节点,我们可以沿用[LeetCode 剑指 Offer 22. 链表中倒数第k个节点]中节点的快慢指针的解法。
初始时,我们让一个快指针fast和一个慢指针slow同时指向链表的头节点,然后我们可以先让快指针向前走k - 1步:
在这里插入图片描述
然后我们让快慢指针同步往后走,当快指针走到链表的尾节点时,慢指针就指向了链表的倒数第k个节点:
在这里插入图片描述
同时我们还需要同时记录slow的前一个节点,以完成上述的操作。

1.2、代码实现

有了以上思路,那我们写起代码来也就水到渠成了:

struct ListNode* rotateRight(struct ListNode* head, int k){
    if (NULL == head || NULL == head->next) {
    	// 如果链表为空或是只有一个节点,那我们就不用翻转了
        return head;
    }
    struct ListNode *cur = head;
    // 先算出链表的长度
    int len = 0;
    while (cur) {
        len++;
        cur = cur->next;
    }
    k %= len;
    if (k == 0) {
        return head;
    }
    // 找到链表的倒数第k个节点
    struct ListNode *fast = head;
    struct ListNode *slow = head;
    struct ListNode *pre = head; // 记录slow的前一个节点,初始化为head
    while (--k > 0) {
        fast = fast->next;
    }
    while (fast->next) {
        fast = fast->next;
        pre = slow;
        slow = slow->next;
    }

    // 此时的slow就是倒数第k个节点,fast就是尾节点
    pre->next = NULL;
    fast->next = head;
    head = slow;
    return head;
}

时间复杂度:O(n),n为链表的长度。
空间复杂度:O(1),我们只需要常数级的额外空间。

2、方法1——闭合为环

2.1、思路分析

还有一个更加巧妙的方法就是先将链表闭合为环,然后在链表的的倒数第k + 1节点处断开即可:
在这里插入图片描述
我们让一个指针breakNode指向链表的倒数第k + 1个节点,然后再次处断开即可:
在这里插入图片描述

2.2、代码实现

有了以上思路,那我们写起代码来也就水到渠成了:

struct ListNode* rotateRight(struct ListNode* head, int k){
    if (NULL == head || NULL == head->next) {
        return head;
    }
    struct ListNode *cur = head;
    struct ListNode *tail = NULL; // 记录链表的的尾节点,进行闭合成环
    // 先算出链表的长度
    int len = 0;
    while (cur) {
        len++;
        tail = cur;
        cur = cur->next;
    }
    k %= len;
    if (k == 0) {
        return head;
    }
    // 闭合成环
    tail->next = head; 
    // 再找到链表的倒数第k+1个节点(倒数从1开始数起)
    struct ListNode *breakNode = NULL;
    cur = head;
    int len2 = 0;
    while (cur) {
        len2++;
        if (len2 == len - k) {
            breakNode = cur;
            break;
        }
        cur = cur->next;
    }
    // 在breakNode节点处断开
    head = breakNode->next;
    breakNode->next = NULL;
    return head;
}

时间复杂度:O(n),n为链表的长度。
空间复杂度:O(1),我们只需要常数级的额外空间。

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。