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[思路 :](#思路 :)
[2. 环形链表Ⅱ](#2. 环形链表Ⅱ)
1.环形链表Ⅰ
给你一个链表的头节点
head
,判断链表中是否有环。如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪
next
指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数pos
来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。注意:pos
不作为参数进行传递。仅仅是为了标识链表的实际情况。如果链表中存在环 ,则返回
true
。 否则,返回false
。
思路 :
我们考虑环状时,如果是简单的循环next来判定,只会进入死循环;
需要引入新思维,判断是否带环,可以想象操场追赶问题,两个人在操场跑;让一个人先进场跑,再让另外一名选手进场,如果环足够大,如何让后入场的选手追赶上前面的;答案是,后来者加快速度。
而在这道题中,我们用快慢指针概念,一个指针走两步,一个走一步,进入环后,快指针一定会和慢指针相遇
为什么一定会相遇呢?
距离为N,每次快指针走两步,慢指针走一步相当于距离每次减少1;
如此距离缩短,肯定会相遇,而当快慢指针相遇的时候,就是证明该链表带环;
而如果不带环,快指针将链表走完后,表明退出了循环即可;
bool hasCycle(struct ListNode *head) {
//快慢指针
struct ListNode* slow = head;
struct ListNode* fast = head;
while(fast && fast->next)
{
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
if(fast == slow)
{
return true;
}
}
return false;
}
思路拓展
上面说到,距离缩小1一定会追上,那如果距离一次缩小2呢,是不是更快的会相遇呢
如果一次距离缩小n,是不是更快呢;如此延申,我们可以发现有三个拓展
1. slow一次走一步,fast一次走两步,一定会相遇吗2.slow一次走一步,fast一次走三步,一定会相遇吗
3.slow一次走n步,fast一次走m步,一定会相遇吗 (m>n>1)
问题一:
距离缩小为1的话,一定会遇上,我们上面证明了
问题二:
当slow进环时,fast和它的距离为N,一次减少2。分为两种情况
1.当N是偶数时:
2.当N是奇数时:
所以,我们可以发现,当N是偶数时,依然可以追上
当N是奇数是,得到下一轮:
这时候要看 C-1是奇偶数
如果c-1是偶数:在下一轮就会追上,如果c-是奇数:则会开始无限循环下去,一直追击不上;
总结:
1.如果N是偶数,第一轮内就会追上;
2.如果N是奇数,C是奇数,第一轮会错过,下一轮会追击(C是奇数,C-1就会是偶数);
3.如果N是奇数,C是偶数,就永远追不上;
问题三:
这个类似问题二,每次距离缩小是m-n(>=1);
如果N%(m-n) == 0 说明一圈就可以追上;
如果是-1,则是C-1,-2就是C-2;
如果这个数是m-n的倍数,如果不是倍数,则可能存在死循环
证明总结第三点
写到这里时,问题二的 总结第三点,是否真的成立呢?
3.如果N是奇数,C是偶数,就永远追不上;
此刻,slow走了L的路程,fast走了 L + nC - N;
在这时,可以推论出公式
推论出来的这个公式:
2L:一定是偶数,
**n*C:**总结第三点假设这里是偶数;
**N:**如果要满足此公式,N就不可能会奇数,
所以, 3.如果N是奇数,C是偶数,就永远追不上;这句话的条件不成立
总结:
1.如果N是偶数,第一轮内就会追上;
2.如果N是奇数,C是奇数,第一轮会错过,下一轮会追击(C是奇数,C-1就会是偶数);
只存在这两种
bool hasCycle(struct ListNode *head) {
//快慢指针
struct ListNode* slow = head;
struct ListNode* fast = head;
while(fast && fast->next)
{
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
if(fast == slow)
{
return true;
}
}
return false;
}
在这种情况下,该情况其实还可以推论出另一个公式结论 。这就是第二题
2. 环形链表Ⅱ
给定一个链表的头节点
head
,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回null
。如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪
next
指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数pos
来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始 )。如果pos
是-1
,则在该链表中没有环。注意:pos
不作为参数进行传递,仅仅是为了标识链表的实际情况。不允许修改链表。
思路一
我们依旧用上一道题的画图思路来解决,
第一步先判断是否存在环,
第二部找到入口点;
用快慢指针方法,slow走一步,fast走两步
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {
//快慢指针
struct ListNode* slow = head;
struct ListNode* fast = head;
while(fast && fast->next)
{
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
if(fast == slow) //相遇了
{
struct ListNode* meet = slow;
while(head != meet) //起点和相遇点
{
head = head->next;
meet = meet->next;
}
//找到入口点了
return meet;
}
}
return false;
}
思路二
这道题还有另外一种解法,就是在相遇点meet这里,将下一个节设为newnode,再将meet->next置NULL,这样就将带环链表问题转换成 相交链表问题
而这种解法自然有相交链表的题;
但是这种解法比较复杂,建议用思路一的
3.相交链表
给你两个单链表的头节点
headA
和headB
,请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点,返回null
。题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。
注意 ,函数返回结果后,链表必须 保持其原始结构 。
思路:
题目两种情况,存在相交和不相交,
相交还有前后长短问题;
1.先判断是否有相交点;如果相交,尾节点一定相同;
2.计算两条链表的长度,让长链表先走差距步,这样可以让两条链表处于相同head;
3.再让两条链接一起走,直到遇到相同点;
返回相遇点或者是结束链表遍历返回NULL;
struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {
struct ListNode* curA = headA,*curB = headB;
//计算两条链表长度
int lenA = 0;
int lenB = 0;
while(curA)
{
lenA++;
curA = curA->next;
}
while(curB)
{
lenB++;
curB = curB->next;
}
//算出长度差
int n = abs(lenA-lenB);
//假设lenA 长于lenB
struct ListNode* longlist = headA,*shortlist = headB;
if(lenB>lenA) //假设不成立,交换
{
longlist = headB;
shortlist = headA;
}
//长的先走差值
while(n--)
{
longlist = longlist->next;
}
//判断是否相等
while(longlist != shortlist)
{
longlist = longlist->next;
shortlist = shortlist->next;
}
//到这里要么相等,要么链表不相交,已经走完了是NULL
return longlist;
}