题目来源于 LeetCode 第 61 号问题:旋转链表,难度为「中等」,根据CodeTop评论区爆料,字节一面出现过。

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一、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:

输入:head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出:[4,5,1,2,3]

示例 2:

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 * 10^9

原题地址:https://leetcode.cn/problems/rotate-list/

二、题目解析

1、首先遍历整个链表,求出链表的长度len

2、根据题目的提示,k可能很大,远超链表的长度,这样就会导致一种情况,比如 k = 1000,len = 999,每个节点向右移动 1 个节点和向右移动 k = 1000 个节点结果一样,所以进行一个取模的操作可以节省大量的移动操作。

3、接下来设置两个指针 former、latter 均指向链表的头节点,这两个指针的目的是去寻找出旋转之前的尾节点位置、旋转成功之后的尾节点位置

4、先让 former 指针先向前移动 k 次,此时,former 就和 latter 相距 k 个节点了。

5、接下来,让 formerlatter 同时向后移动,直到 former 来到了最后一个节点位置。

6、这个时候,从 headlatterlen – k 个节点,latter + 1 到 former 有 k 个节点。

7、也就意味着,latter + 1 这个节点是移动 k 个节点成功之后的头节点。

8、只需要返回 latter + 1 后面这个节点 newHead,并且断开连接就行了。

三、参考代码

1、Java 代码

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// 作者:程序员吴师兄
// 代码有看不懂的地方一定要私聊咨询吴师兄呀
// 旋转链表(LeetCode 61):https://leetcode.cn/problems/rotate-list/
class Solution {
    public ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {

        // 边界条件判断
        if( head == null)  {
            return head;
        }

        // 1、第一步先要计算出链表的长度来
        int len = 0;

        // 2、这里我们设置一个指针指向链表的头节点的位置
        ListNode tempHead = head;

        // 3、通过不断的移动 tempHead ,来获取链表的长度
        while (tempHead != null) {

            // tempHead 不断向后移动,直到为 null
            tempHead = tempHead.next;

            // 每次遍历一个新的节点,意味着链表长度新增 1
            len++;

        }

        // 由于题目中的 k 会超过链表的长度,因此进行一个取余的操作
        // 比如 k = 1000,len = 999
        // 实际上就是将链表每个节点向右移动 1000 % 999 = 1 个位置就行了
        // 因为链表中的每个节点移动 len 次会回到原位
        k = k % len;


        // 4、接下来设置两个指针指向链表的头节点
        // 这两个指针的目的是去寻找出旋转之前的尾节点位置、旋转成功之后的尾节点位置

        // former 指针
        ListNode former = head;

        // latter 指针
        ListNode latter = head;

        // former 指针先向前移动 k 次
        for(int i = 0 ; i < k ; i++){

            // former 不断向后移动
            former = former.next;

        }

        // 这样 former 和 latter 就相差了 k 个节点
        // 5、接下来,两个指针同时向后移动,直到 former 来到了最后一个节点位置
        while(former.next != null){

            // former 不断向后移动
            former = former.next;

            // latter 不断向后移动
            latter = latter.next; 
        }

        // 6、此时,former 指向了最后一个节点,需要将这个节点和原链表的头节点连接起来
        former.next = head;

        // 7、latter 指向的节点的【下一个节点】是倒数第 k 个节点,那就是旋转成功之后的头节点
        ListNode newHead = latter.next;

        // 8、断开链接,避免成环
        latter.next = null;

        // 9、返回 newHead
        return newHead;

    }
}

2、C++ 代码

class Solution {
public:
    ListNode* rotateRight(ListNode* head, int k) {

        // 边界条件判断
        if( head == NULL)  {
            return head;
        }

        // 1、第一步先要计算出链表的长度来
        int len = 0;

        // 2、这里我们设置一个指针指向链表的头节点的位置
        ListNode *tempHead = head;

        // 3、通过不断的移动 tempHead ,来获取链表的长度
        while (tempHead != NULL) {

            // tempHead 不断向后移动,直到为 NULL
            tempHead = tempHead->next;

            // 每次遍历一个新的节点,意味着链表长度新增 1
            len++;

        }

        // 由于题目中的 k 会超过链表的长度,因此进行一个取余的操作
        // 比如 k = 1000,len = 999
        // 实际上就是将链表每个节点向右移动 1000 % 999 = 1 个位置就行了
        // 因为链表中的每个节点移动 len 次会回到原位
        k = k % len;


        // 4、接下来设置两个指针指向链表的头节点
        // 这两个指针的目的是去寻找出旋转之前的尾节点位置、旋转成功之后的尾节点位置

        // former 指针
        ListNode *former = head;

        // latter 指针
        ListNode *latter = head;

        // former 指针先向前移动 k 次
        for(int i = 0 ; i < k ; i++){

            // former 不断向后移动
            former = former->next;

        }

        // 这样 former 和 latter 就相差了 k 个节点
        // 5、接下来,两个指针同时向后移动,直到 former 来到了最后一个节点位置
        while(former->next != NULL){

            // former 不断向后移动
            former = former->next;

            // latter 不断向后移动
            latter = latter->next; 
        }

        // 6、此时,former 指向了最后一个节点,需要将这个节点和原链表的头节点连接起来
        former->next = head;

        // 7、latter 指向的节点的【下一个节点】是倒数第 k 个节点,那就是旋转成功之后的头节点
        ListNode *newHead = latter->next;

        // 8、断开链接,避免成环
        latter->next = NULL;

        // 9、返回 newHead
        return newHead;

    }
};

3、Python 代码

 class Solution:
    def rotateRight(self, head: Optional[ListNode], k: int) -> Optional[ListNode]:
        # 边界条件判断
        if not head or k == 0 :
            return head

        # 1、第一步先要计算出链表的长度来
        _len = 0

        # 2、这里我们设置一个指针指向链表的头节点的位置
        tempHead = head

        # 3、通过不断的移动 tempHead ,来获取链表的长度
        while tempHead :

            # tempHead 不断向后移动,直到为 NULL
            tempHead = tempHead.next

            # 每次遍历一个新的节点,意味着链表长度新增 1
            _len += 1



        # 由于题目中的 k 会超过链表的长度,因此进行一个取余的操作
        # 比如 k = 1000,len = 999
        # 实际上就是将链表每个节点向右移动 1000 % 999 = 1 个位置就行了
        # 因为链表中的每个节点移动 len 次会回到原位
        k = k % _len


        # 4、接下来设置两个指针指向链表的头节点
        # 这两个指针的目的是去寻找出旋转之前的尾节点位置、旋转成功之后的尾节点位置

        # former 指针
        former = head

        # latter 指针
        latter = head

        # former 指针先向前移动 k 次
        for i in range(0 , k ) :

            # former 不断向后移动
            former = former.next


        # 这样 former 和 latter 就相差了 k 个节点
        # 5、接下来,两个指针同时向后移动,直到 former 来到了最后一个节点位置
        while former.next :

            # former 不断向后移动
            former = former.next

            # latter 不断向后移动
            latter = latter.next 


        # 6、此时,former 指向了最后一个节点,需要将这个节点和原链表的头节点连接起来
        former.next = head

        # 7、latter 指向的节点的【下一个节点】是倒数第 k 个节点,那就是旋转成功之后的头节点
        newHead = latter.next

        # 8、断开链接,避免成环
        latter.next = None

        # 9、返回 newHead
        return newHead

四、复杂度分析

时间复杂度: 链表一共被遍历两次,因此总的时间复杂度为O(n),n是链表的长度。

空间复杂度:O(1),我们只需要常数的空间存储若干变量。

五、最后

这是「画解 LeetCode 高频面试 400 题」系列,题目均来源于 LeetCode 原题,高频依据参考自 LeetCode 评论区、CodeTop、牛客网、CSDN博客、往期学员面试反馈,系列中的部分题目已经录制为视频讲解形式,文字版讲解会新增到算法训练营的课程中,同时发布在此公众号。

本题已经录制视频,提供动画讲解和逐行代码手写环节,算法训练营的同学可以在课程中观看。

在这个系列文章里面,除了每一篇都提供图片辅助理解之外,也提供 Java、C++、Python 的解题代码,并且每一行代码均提供详细的注释,你可以直接参考注释写出其他编程语言的代码。

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