前言:

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(题目描述); 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:

  1. 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 。)
  2. 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、单链表的遍历打印方法);

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<T> {    // 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<String> head;        Node<String> n = new Node<String>("111");        Node<String> n1 = new Node<String>("222");        Node<String> n2 = new Node<String>("333");        Node<String> n3 = new Node<String>("444");        Node<String> n4 = new Node<String>("555");        Node<String> n5 = new Node<String>("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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