互联网大厂算法面试题之旋转链表

大家好，我是 程序员小熊，来自某 大厂 的程序猿，今天带来一道来自互联网大厂（字节、腾讯、微软、苹果等） 面试题 Leetcode 61. 旋转链表 ，提供 虚拟头节点 + 双指针 的解题思路，采用 动图 的方式进行层层剖析，供大家参考，希望对大家无论是刷题还是面试都有所帮助。

61. 旋转链表

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。

解题思路

思考

考虑以下几种情况：

特殊情况

1. 链表为空或只有一个节点；

2. k 的值为 0 或者为链表长度 L 的整数倍（N > 0）。

一般情况

1. 链表至少有两个节点且 k 既不等于 0 也不等于 L 的整数倍。

思路

• 特殊情况

1. 链表为空或只有一个节点，只要返回头节点即可；

2. 判断 k == 0，如果等于 0，则直接返回头节点，否则求链表长度 L，再判断 k == NL，如果等于，也可直接返回。

• 一般情况

1. 采用 虚拟头节点 + 双指针 的方法，具体如下栗子分析。

举栗

以链表 1->2->3->4->5，k = 2 为栗子，如下图所示。

• 增加虚拟头节点，设置两根快慢指针 fast/slow 指向它；

• 先让快指针 fast 向前移动 k 步，慢指针 slow 保持不动；

• 快慢指针 fast/slow 同时向前移动，直至快指针指向尾节点；

   

  

• 让快指针 fast 指向的节点指向链表的头节点；

• 将慢指针 slow 指向的节点的下一节点设置为新链表的头节点；

• 将慢指针 slow 指向的节点设置为新链表的尾节点 slow->next = null；

• 旋转原链表后得到新链表。

完整动图

反思

1. 如何找到旋转之后得到的新链表的头节点？

采用 双指针 中的 快慢指针 。

1. 设置虚拟头节点的作用？

本题设置 虚拟头节点 的作用是找到 新链表的头节点和尾节点。通过 快慢指针 去寻找。

Show me the Code

C++

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

    /*  增加虚拟头节点  */
    ListNode* dummy = new ListNode(0);
    dummy->next = head;

    /*  获取链表长度  */
    int len = 0;
    for (ListNode* node = head; node != nullptr; node = node->next) {
        len++;
    }

    k %= len;
    /*  判断 k 是否是 len 的整数倍  */
    if (k == 0) {
        return head;
    }

    /*  获取新链表的头尾节点  */
    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;

    /*  释放虚拟头节点  */
    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;
}

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