旋转链表?面试官你确定要让手写这个吗?
今天练习了一道关于单链表的算法题 《旋转链表》 ,由于之前写过一篇 《单链表反转?面试官你确定要问这个吗?》 的文章,然后今天又碰到了这道有关单链表的算法,就想着再 “水篇文章” 吧(带引号的哈),可以证明我没偷懒,按时 写作业 了。嘿嘿 . . . . . . . . .
接下来,①、首先回忆下单链表的数据结构 ;②、详解描述下什么是旋转链表; ③、图解旋转链表代码
数据结构:
1. 单链表的数据结构:
单链表是一种线性结构,它是由一个个 节点(Node) 组成的 。并且每个节点(Node)是由一块 数据域(data) 和一块 指针域(next) 组成的。
①、节点(Node)结构图如下:
- 节点的数据域 :data数据域一般就是用来存放数据的 。(注:data域需要指定类型,只能存放指定类型的数据,不能什么东西都放,是不是呀; 那代码中是怎么实现的呢? 使用 泛型 。)
- 节点的指针域 :next指针域一般就是存放的指向下一个节点的指针;这个指针其实是一个内存地址,因为Node节点对象是存放在JVM中的堆内存中,所以节点的next指针域中存放就是下一个节点在堆内存中的地址;而在代码中对象的内存地址是赋值给其引用变量了,所以 指针域中存放的是下一个节点对象的引用变量 。
②、单链表结构图如下:( 下图是由三个节点构成的单链表 )
若有所思,en en en . . . . . . 好像单链表的知识在脑海中清晰了些呀;那要不我们快马加鞭,赶紧把单链表的数据结构代码弄出来,然后再思索下怎么 实现旋转操作 , en en en. . . .. . . 嘿嘿!
2. 节点类Node代码:
创建Node节点类,节点类中并且额外提供了两个方法(单链表的创建方法、单链表的遍历方法);
注意:单链表的创建方法 createLinkedList( ):Node节点的插入方式为 尾插法 , 其实还有 头插法 方式;
扩展:链表中节点的插入方式还在 HashMap 中使用到了, 在 JDK 1.7 时是头插法,JDK 1.8时是尾插法 ;
/** * @PACKAGE_NAME: com.lyl.linklist * @ClassName: Node * @Description: 单链表的 节点类 * @Date: 2020-06-07 15:51 **/ public class Node { // 节点的数据域 public T data; // 节点的指针域 public Node next; /** * 构造方法 * @param data 数据域值 */ public Node(T data) { this.data = data; } /** * 创建 单链表 (尾插法) * @return 返回头结点 */ public static Node createLinkedList(){ // 头节点 Node head; Node n = new Node("111"); Node n1 = new Node("222"); Node n2 = new Node("333"); Node n3 = new Node("444"); Node n4 = new Node("555"); Node n5 = new Node("666"); // 指定头节点 head = n; n.next = n1; n1.next = n2; n2.next = n3; n3.next = n4; n4.next = n5; // 返回头结点 return head; } /** * 遍历单链表并在控制台打印输出 * @param head 单链表的 头结点 */ public static void traverse(Node head) { while (head != null) { System.out.print(head.data + " --> "); head = head.next; } System.out.print("null"); System.out.println(); } }
题目描述:
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。
自我理解:其实是将从尾部数的 k 个节点截取出来再拼接到 head 头节点上。
注意:旋转链表操作会存在两种情况的,正如下面的 实例1 和 实例2 。
实例1:(移动位置 k 小于 单链表的长度)
输入: 1->2->3->4->5->NULL , k = 2 (每个节点向右移动2个位置)
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
如图:(直接将 4 、5节点截取下来拼接到头结点上)
实例2:(移动位置 k 大于 单链表的长度)
输入: 0->1->2->NULL , k = 4 (每个节点向右移动4个位置)
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
如图:
图解代码:
旋转链表使用的方法是 双指针法 ,会存在两个指针: current 指针、previous 指针 。通过两个指针移动,并且保证两个指针之间的间距为 需要移动的位置数 。
1. 先看图:
2. 代码:
注意:代码中使用的节点类Node在本文的上面已经提供了。
/** * @PACKAGE_NAME: com.lyl.linklist * @ClassName: RotateLinkedListByDoublePointer * @Description: 通过双指针法 旋转链表 * @Date: 2020-06-07 16:00 **/ public class RotateLinkedListByDoublePointer { /** * 旋转单链表 * @param head 单链表 头结点 * @param placeNum 向右移动的位置数 */ public static Node rotate(Node head, int placeNum){ if (head == null) return null; // 临时节点 Node temp; // 将临时节点指向头结点 temp = head; // 记录单链表的长度 int length = 1; // 遍历单链表得到其长度 while (temp.next != null){ length++; temp = temp.next; } /** * 如果单链表的长度小于移动的位置数 * (注意:移动位置数是单链表长度的整数倍时,其实相当于单链表没有移动,还是原来的样式) */ if (length <= placeNum){ // 获取余数,也就是最终要向右移动的位置数 placeNum = placeNum % length; } // 如果余数为0,和上面所说的单链表其实没有变化的 if (placeNum == 0){ return head; } // 当前节点指针 Node current; // 前节点指针 Node previous; current = head; previous = head; // 记录当前指针是否移动了(要求移动的位置数) int i = 0; while (current.next != null){ /** * 在当前指针移动了(要求的位置数)后,并且当前指针还未移动到单链表的尾节点的话, * 此时需要current、previous指针一起移动了 */ if (i == placeNum){ current = current.next; previous = previous.next; }else { // 在当前指针还未移动(要求的位置数)前,只有当前指针移动,previous指针不动 i++; current = current.next; } } /** * 当 current指针移动到了链表的尾部后,此时指针移动结束,将当前previous、current指针截取的 * 这段节点拼接到头节点前,并将previous指针指向的节点与后继结点断开连接 */ Node newTemp = previous.next; previous.next = null; current.next = head; return newTemp; } // Test public static void main(String[] args) { // 创建单链表 Node head = Node.createLinkedList(); System.out.print("新创建的单链表: "); // 遍历新创建的单链表 Node.traverse(head); // 旋转链表,向右移动 10 个位置数 Node newHead = rotate(head, 10); System.out.print("反转后的单链表: "); // 遍历反转后的单链表 Node.traverse(newHead); } }
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