LeetCode61-旋转链表

1. 题目描述

• 来源：力扣（LeetCode）
• 链接：https://leetcode-cn.com/problems/rotate-list
  著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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

2. 题解

科研没有进展，也就只好刷题了！

题目 将链表每个节点向右移动k个位置，其实可以等价为 把链表末尾的k个节点接到原链表的头节点前。但也存在一个问题，k的大小是可能大于链表节点个数的，当大于链表节点个数时，需要进行取余计算，如下图所示（橙色覆盖的节点表示被移动到头节点的末尾节点）：

因此需要知道如下信息：

• 链表中节点的个数m
• 变换后的k值，即_k = k % m
• 链表末尾的_k个节点的位置

因此，我的第一反应就是用 栈 进行实现。遍历链表，节点入栈同时进行节点计数得到m；到达链尾，计算_k = k % m；然后出栈_k个节点，并进行指针重设。

算法流程：

1. 在原本的链表头部，新增一个头节点，方便后续操作，并创建两个指针（头指针head_ptr，尾指针tail_ptr）均指向这个新的头节点；
2. 创建一个栈用于存放链表节点，通过尾指针遍历链表并把遍历到的节点入栈，同时进行节点计数；
3. 链表遍历完成之后得到链表长度，计算真正需要移动到头部的节点个数_k；
4. 出栈_k个节点，此时栈中最后一个节点（令其为stack[-1]）应设置为尾节点，而其原本的下一个节点应被设置为头节点，并将遍历得到的尾指针tail_ptr所指节点链接到head_ptr指向的下一个节点。操作如下：

# 在进行指针操作之前，head_ptr指向新增的头节点，tail_ptr指向原链表的尾节点，
# stack[-1]为应移动到头部的_k个节点的前一个节点

# stack[-1]的下一个节点应被设置为新的头节点new_head，并作为函数返回值
new_head = stack[-1].next
# stack[-1]本身应被设置为新的尾节点，因此其next应被重置为null
stack[-1].next = tail_ptr.next
# 原链表的尾节点应链接到原链表的头节点之前
tail_ptr.next = unk_head.next

3. 代码实现

Python实现

# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next
        
class Solution:
    def rotateRight(self, head: Optional[ListNode], k: int) -> Optional[ListNode]:
        # 特殊情况，无节点，直接返回
        if not head:
            return head
        
        unk_head = ListNode(0, head)
        head_ptr = unk_head
        tail_ptr = unk_head
        cnt = 0
        
        stack_list = []
        # 入栈
        while tail_ptr.next != None:
            tail_ptr = tail_ptr.next
            stack_list.append(tail_ptr)
            cnt += 1
            
        _k = k % cnt
        # 特殊情况，_k=0，无需操作，直接返回
        if _k == 0:
            return head
        
        # 出栈
        for i in range(_k):
            stack_list.pop()
        
        # 指针重设
        new_head = stack_list[-1].next
        stack_list[-1].next = tail_ptr.next
        tail_ptr.next = unk_head.next
        return new_head