互聯網大廠算法面試題之旋轉鏈表

 

今天帶來一道來自互聯網大廠（字節、騰訊、微軟、蘋果等） 面試題 Leetcode 61. 旋轉鏈表，提供 "虛擬頭節點 + 雙指針" 的解題思路，采用 "動圖" 的方式進行層層剖析，供大家參考，希望對大家無論是刷題還是面試都有所幫助。

61. 旋轉鏈表

描述

給你一個鏈表的頭節點 head ，旋轉鏈表，將鏈表每個節點向右移動 k 個位置。

解題思路

思考

考慮以下幾種情況：

特殊情況

1. 鏈表為空或只有一個節點；
2. k 的值為 0 或者為鏈表長度 L 的整數倍（N > 0）。

一般情況

1. 鏈表至少有兩個節點且 k 既不等於 0 也不等於 L 的整數倍。

思路

• 特殊情況

1. 鏈表為空或只有一個節點，只要返回頭節點即可；
2. 判斷 k == 0，如果等於 0，則直接返回頭節點，否則求鏈表長度 L，再判斷 k == NL，如果等於，也可直接返回。

• 一般情況

1. 采用 虛擬頭節點 + 雙指針 的方法，具體如下栗子分析。

舉栗

以鏈表 1->2->3->4->5，k = 2 為栗子，如下圖所示。

增加虛擬頭節點，設置兩根快慢指針 fast/slow 指向它；

先讓快指針 fast 向前移動 k 步，慢指針 slow 保持不動； 

快慢指針 fast/slow 同時向前移動，直至快指針指向尾節點；

讓快指針 fast 指向的節點指向鏈表的頭節點； 

將慢指針 slow 指向的節點的下一節點設置為新鏈表的頭節點； 

將慢指針 slow 指向的節點設置為新鏈表的尾節點 slow->next = null； 

旋轉原鏈表后得到新鏈表。 

 完整動圖

反思

1. 如何找到旋轉之后得到的新鏈表的頭節點？

采用 雙指針 中的 快慢指針 。

2. 設置虛擬頭節點的作用？

本題設置 虛擬頭節點 的作用是找到 新鏈表的頭節點和尾節點。通過 快慢指針 去尋找。

Show me the Code

C++

ListNode* rotateRight(ListNode* head, int k) {
    /*  特殊情況判斷  */
    if (head == nullptr || head->next == nullptr || k == 0) {
        return head;
    }

    /*  增加虛擬頭節點  */
    ListNode* dummy = new ListNode(0);
    dummy->next = head;

    /*  獲取鏈表長度  */
    int len = 0;
    for (ListNode* node = head; node != nullptr; node = node->next) {
        len++;
    }

    k %= len;
    /*  判斷 k 是否是 len 的整數倍  */
    if (k == 0) {
        return head;
    }

    /*  獲取新鏈表的頭尾節點  */
    ListNode *fast = dummy, *slow = dummy;
    for (int i = 0; i < k; ++i) {
        fast = fast->next;
    } 
    while (fast->next != nullptr) {
        fast = fast->next;
        slow = slow->next;   
    }        
    fast->next = head; 
    head = slow->next; 
    slow->next = nullptr;

    /*  釋放虛擬頭節點  */
    delete dummy;
    
    return head;
}

java

ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {
    if (k == 0 || head == null || head.next == null) {
        return head;
    }

    ListNode dummy = new ListNode(0);
    dummy.next = head;

    int len = 0;
    for (ListNode node = head; node != null; node = node.next) {
        len++;
    }     

    k %= len;
    if (k == 0) {
        return head;
    }

    ListNode fast = dummy, slow = dummy;
    for (int i = 0; i < k; ++i) {
        fast = fast.next;
    } 
    while (fast.next != null) {
        fast = fast.next;
        slow = slow.next;   
    }        
    fast.next = head; 
    head = slow.next; 
    slow.next = null;

    return head;
}