【LeetCode题解】61_旋转链表（Rotate-List）
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：\(O(1)\)
