链表旋转算法实现
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更新于2024-08-31
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"这篇文档是关于旋转链表的算法题解,主要讲解如何将一个给定的链表向右移动指定位置k。"
在IT技术领域,尤其是算法设计与分析中,旋转链表是一个常见的面试题,它考察了对链表操作的理解以及问题解决能力。该题目的目标是给定一个链表的头节点head和一个整数k,将链表中的每个节点向右移动k个位置。具体来说,如果k是链表长度n的倍数,链表保持不变;否则,链表的末k个节点将成为新的头部。
例如,给定链表`[1,2,3,4,5]`,若k=2,原链表变为`[4,5,1,2,3]`;对于链表`[0,1,2]`,k=4时,由于k是链表长度的两倍,所以链表保持不变,输出依然为`[0,1,2]`。
解决这个问题的一个C++实现如下:
```cpp
class Solution {
public:
ListNode* rotateRight(ListNode* head, int k) {
if (k == 0 || head == nullptr || head->next == nullptr) {
return head;
}
int n = 1;
ListNode* iter = head;
// 计算链表长度
while (iter->next != nullptr) {
iter = iter->next;
n++;
}
// 求出实际需要移动的步数,即n - (n % k)
int add = n - k % n;
if (add == n) {
return head; // 如果k是链表长度的倍数,无需旋转
}
// 将链表尾部连接到头部,形成循环链表
iter->next = head;
// 移动指针,找到新的头部
while (add--) {
iter = iter->next;
}
// 断开循环,返回新的头部
ListNode* ret = iter->next;
iter->next = nullptr;
return ret;
}
};
```
这段代码首先检查特殊情况(k为0或链表为空或只有一个节点),这些情况下不需要旋转。接着,计算链表的长度n,并确定实际需要移动的步数add。如果add等于n,表示k是链表长度的倍数,直接返回原链表。否则,将链表尾部连接到头部,形成一个循环链表,然后通过迭代找到新的头部,最后断开循环,返回新头部。
这个解决方案的时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1),因为它只使用了常数级别的额外空间。这种高效的方法是解决链表旋转问题的常见思路。在面试或实际编程任务中,理解并能正确实现这样的算法是至关重要的,因为它展示了对链表操作的深入理解和巧妙运用。
2019-09-12 上传
2024-03-31 上传
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2024-05-15 上传
2024-10-30 上传
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