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 \(O(n)\) 的
  • 空间复杂度:\(O(1)\)

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