59. 螺旋矩阵 II，60. 排列序列，61. 旋转链表，每题做详细思路梳理，配套Python&Java双语代码， 2024.03.21 可通过leetcode所有测试用例。

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59. 螺旋矩阵 II

解题思路

完整代码

Java

Python

60. 排列序列

解题思路

完整代码

Java

Python

61. 旋转链表

解题思路

解题思路：

完整代码

Java

Python

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59. 螺旋矩阵 II

给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。

示例 1：

输入：n = 3
输出：[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]

示例 2：

输入：n = 1
输出：[[1]]

提示：

• 1 <= n <= 20

解题思路

完整代码

Java

public class Solution {public int[][] generateMatrix(int n) {int[][] matrix = new int[n][n];int num = 1;int top = 0, bottom = n - 1, left = 0, right = n - 1;while (left <= right && top <= bottom) {for (int i = left; i <= right; i++) {matrix[top][i] = num++;}top++;for (int i = top; i <= bottom; i++) {matrix[i][right] = num++;}right--;for (int i = right; i >= left; i--) {matrix[bottom][i] = num++;}bottom--;for (int i = bottom; i >= top; i--) {matrix[i][left] = num++;}left++;}return matrix;}
}

Python

class Solution:def generateMatrix(self, n: int) -> List[List[int]]:if n == 1:return [[1]]matrix = [[0] * n for _ in range(n)]num, top, bottom, left, right = 1, 0, n - 1, 0, n - 1while left <= right and top <= bottom:for i in range(left, right + 1):matrix[top][i] = numnum += 1top += 1for i in range(top, bottom + 1):matrix[i][right] = numnum += 1right -= 1for i in range(right, left - 1, -1):matrix[bottom][i] = numnum += 1bottom -= 1for i in range(bottom, top - 1, -1):matrix[i][left] = numnum += 1left += 1return matrix

60. 排列序列

给出集合 [1,2,3,...,n]，其所有元素共有 n! 种排列。

按大小顺序列出所有排列情况，并一一标记，当 n = 3 时, 所有排列如下：

1. "123"
2. "132"
3. "213"
4. "231"
5. "312"
6. "321"

给定 n 和 k，返回第 k 个排列。

示例 1：

输入：n = 3, k = 3
输出："213"

示例 2：

输入：n = 4, k = 9
输出："2314"

示例 3：

输入：n = 3, k = 1
输出："123"

解题思路

1. 初始化：创建一个列表 numbers 存储从 1 到 n 的所有数字，用于构造排列。同时，计算 (n-1)!（记为 factorial），因为在固定第一个数字的情况下，后面的数字可以形成 (n-1)! 种排列。

2. 调整 k：由于列表的索引从 0 开始，但排列是从 1 开始计数的，所以先将 k 减去 1，以便与索引对齐。

3. 构造排列：遍历从 0 到 n-1 的每个位置，对于每个位置：

   • 确定该位置上的数字应该是 numbers 中的哪一个。这可以通过将 k 除以当前的 factorial 值得到。这会给出当前位置应该使用 numbers 中的哪个数字。
   • 更新 k 为 k 除以 factorial 的余数，为下一个位置的计算做准备。
   • 更新 factorial 为 factorial 除以当前的剩余数字的数量，因为每确定一个数字后，剩余可选数字就减少一个。
   • 从 numbers 中移除已经使用过的数字，确保不会重复使用。

4. 返回结果：将步骤 3 中确定的数字连接起来，形成字符串作为最终答案。

完整代码

Java

public class Solution {public String getPermutation(int n, int k) {List<Integer> numbers = new ArrayList<>();int factorial = 1;for (int i = 1; i <= n; i++) {numbers.add(i);factorial *= i;}k--;  // 将 k 转换为基于 0 的索引StringBuilder answer = new StringBuilder();for (int i = 0; i < n; i++) {factorial /= (n - i);int index = k / factorial;k %= factorial;answer.append(numbers.get(index));numbers.remove(index);}return answer.toString();}
}

Python

class Solution:def getPermutation(self, n: int, k: int) -> str:numbers = list(range(1, n+1))factorial = 1for i in range(1, n):factorial *= ik -= 1  # 将 k 转换为基于 0 的索引answer = []for i in range(n-1, -1, -1):index = k // factorialk %= factorialif i != 0:factorial //= ianswer.append(str(numbers[index]))numbers.pop(index)return ''.join(answer)

61. 旋转链表

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

解题思路

旋转链表意味着将链表的后部分移动到链表的前部分。为了实现这一点，我们可以遵循以下步骤：

解题思路：

1. 链表长度和尾节点：首先遍历链表以确定链表的长度 n，并在此过程中获得链表的尾节点。这一步骤有助于我们理解需要移动多少个节点以及如何连接链表的尾部到头部。

2. 计算实际移动次数：由于链表的长度是固定的，如果移动次数 k 大于链表长度 n，那么移动 k 次实际上等同于移动 k % n 次（因为每移动 n 次，链表就会恢复到原始状态）。因此，我们只需要移动 k % n 次。

3. 找到新的头节点：新的头节点将是从链表尾部数起的第 k % n 个节点的下一个节点。因此，我们需要从头节点开始，移动 (n - k % n - 1) 次来找到新的尾节点。

4. 执行旋转：将当前的尾节点（新的尾节点）的 next 指针指向原来的头节点，将原来的尾节点的 next 指针指向 null，并更新头节点为新的头节点。

完整代码

Java

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
public class Solution {public ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {if (head == null || head.next == null || k == 0) return head;// 计算链表长度并获取尾节点int length = 1;ListNode tail = head;while (tail.next != null) {tail = tail.next;length++;}// 计算需要移动的实际次数k = k % length;if (k == 0) return head;// 找到新的尾节点ListNode newTail = head;for (int i = 0; i < length - k - 1; i++) {newTail = newTail.next;}// 执行旋转ListNode newHead = newTail.next;newTail.next = null;tail.next = head;return newHead;}
}

Python

# 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]:if not head or not head.next or k == 0:return head# 计算链表长度并获取尾节点length, tail = 1, headwhile tail.next:tail = tail.nextlength += 1# 计算需要移动的实际次数k = k % lengthif k == 0:return head# 找到新的尾节点new_tail = headfor _ in range(length - k - 1):new_tail = new_tail.next# 执行旋转new_head = new_tail.nextnew_tail.next = Nonetail.next = headreturn new_head