题目如下:
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解题过程如下:
思路:快慢指针在环里一定会相遇,相遇结点到入环起始结点的距离 == 链表头结点到入环起始结点的距离(距离看从左往右的方向,也就是单链表的方向),从链表头结点和相遇结点遍历,只要结点一样,那么这个结点就是入环起始结点。
示例1、示例2为例,
示例1:相遇结点到入环起始结点的距离1 == 链表头结点到入环起始结点的距离1
示例2:相遇结点到入环起始结点的距离0 == 链表头结点到入环起始结点的距离0
完整代码如下:
c
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* struct ListNode *next;
* };
*/
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {
//快慢指针
ListNode* slow = head;
ListNode* fast = head;
while (fast && fast->next)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
//快慢指针相遇
if (slow == fast)
{
//链表头结点和相遇结点开始往后遍历,结点一样,这个结点就是入环起始结点
ListNode* pcur = head;
while (slow != pcur)
{
slow = slow->next;
pcur = pcur->next;
}
return slow;
}
}
//fast == NULL 或 fast->next == NULL,跳出循环,说明没有环
return NULL;
}
试着证明:
为什么在带环链表中,链表的头结点和快慢指针相遇结点到入环起始结点的距离相等?
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假设:链表的头结点到入环起始结点的距离是L,环的周长是R,若slow刚刚入环时fast已经在环里绕了n圈了(n至少为1,因为fast先进环中到M点,后又和slow在M点相遇),入环起始结点到相遇结点之间的距离是X。
慢指针进环后,快指针肯定会在慢指针走一圈之内追上慢指针。因为在快慢指针都进环之后,快慢指针之间的距离最多就是一个环的周长,快指针每追击1次,二者之间的距离就会缩小1步,所以,在慢指针移动一圈之前,快指针一定会追上慢指针。
若已经相遇,快慢指针走过的路程:
慢指针 = L + X
快指针 = L + X + nR
由于快慢指针走过的路程之间的关系2 * 慢指针 = 快指针
,得出L =
nR - X = (n - 1)R + R - X
,式子L = (n - 1)R + R - X
(n为1,2,3,4,......,n的大小取决于环的大小,环越大n越小)中,(n - 1)R表示绕(n - 1)圈,取极端情况,n = 1时,式子最终可以看成L = R - X
,即slow指针从链表起始位置开始向后遍历,fast指针在相遇点开始环绕,最终一定会在入环起始结点相遇;也就是说,在带环链表中,链表的头结点和快慢指针相遇结点到入环起始结点的距离相等。