【C语言手撕算法】LeetCode-142. 环形链表 II(C语言)

【C语言手撕算法】LeetCode-142. 环形链表 II(C语言)

前言:
本专栏将给大家带来一些有意思的算法题
希望对大家有所帮助

若内容对大家有所帮助,可以收藏慢慢看,感谢大家支持!!!
谢谢大家 ! ! !

一、题目介绍

本篇是小编从leetcode上挑选的一道例题

同时,还是一道难度较大的面试题

就让我们来手撕这道面试题吧

下面是题目链接:

LeetCode-142. 环形链表 II

二、题目详解

1.审题

老规矩,拿到题目先审题,题目要求返回链表开始入环的第一个节点

所以,首先我们要判断该链表是否为环形链表,如果不是,那直接返回NULL就行了
若是环形链表该想办法找出返回链表开始入环的第一个节点

下面我一步一步带大家解出此题

2.判断是否为环形链表

(1)思路

如果链表不为环形链表,遍历链表就一定会走到空指针

但是如果是环形链表,遍历将会陷入死循环

总不能等到遍历死循环后再来判断是环形链表吧

这时候我想到了龟兔赛跑的故事
我们可以用一个快指针,一个慢指针来遍历链表
一个每次走2步,一个每次走1步,这样快指针每次就一定会比慢指针快一步

如果是环形链表:那个快指针就一定会先入环,当慢指针也入环后,快指针就会在环中一步一步追上慢指针
如果链表不为环形链表:快指针也无法再次与慢指针相遇,之后就一定会走到空指针

(2)代码演示

这里先创建快慢指针
然后用一个while循环,当fast走到NULL时结束
且当fast==slow时说明已经相遇,是环形链表,接着就只要找入环节点就行了

代码演示:

c 复制代码
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) 
{
    struct ListNode *fast=head;//快指针
    struct ListNode *slow=head;//慢指针
    while(fast&&fast->next)
    {
        fast=fast->next->next;//每次走2步
        slow=slow->next;//每次走一步
        if(fast==slow)//相等就代表相遇
        {
            //F函数为找到入环节点函数(后面会讲)
            return F(head,fast);
        }
    }
    //当指针走到空指针就说明不是环形链表,返回NULL
    return NULL;
}

3.找到入环节点

(1)思路

现在已知是环形链表,那该怎么找到入环节点呢?

这里为了方便理解,画了一张草图

大家在做算法题的时候也应该多多画图,能更好的理解题目意思

首先设环的长度为C
设非环的长度为L
设相遇点与入环节点的距离为N

我们还可以写出fastslow走的总距离:
L ( fast ) = L + N + x * C (x为fast走的圈数)

于fast比slow快,所以slow不可能走完一整圈环,走到一半就会被追上,所以有:
L ( slow ) = L + N
又因为fast的速度是slow的两倍,于是就有 L ( fast ) = 2*L ( slow )
带入得: L + N + x * C = 2 * ( L + N )
化简得: x * C = N + L
变式得:( x - 1 ) * C + C - N = L
其中,左式相当于一指针走了(x-1)圈再加上C-N(图上标出了)
而右式就是头节点到入环节点的距离

所以 ! ! !
我们让一个指针meet从fast与slow的相遇点开始走,让一个指针cur从头节点开始走
当meet在环内走了(x-1)圈时,再走C-N距离就会与走了L距离的cur相遇

(2)代码演示

这里先创建meetcur,分别从相遇点和头节点开始以相同速度走
此时meetcur的相遇点就是入环节点

c 复制代码
struct ListNode *F(struct ListNode *head,struct ListNode *meet)
{
    struct ListNode *cur=head;
    while(1)//一定会找到,故用死循环,找到时就跳出循环
    {
        if(meet==cur)
        {
            //此时找到,任意返回一个值就行
            return meet;
        }
        meet=meet->next;
        cur=cur->next;
    }
}

三、考考大家

OK,本文【C语言手撕算法】LeetCode-142. 环形链表 II(C语言)到这里就结束了

但小编在这里给大家留下一个思考问题:
当慢指针的速度为 1 ,而快指针的速度为 3,4, 5...n 时,两指针还会相遇吗?
有没有可能两人错过呢?大家可以去思考思考。

结语

本期资料来自于:


https://leetcode.cn/

OK,本期的【C语言手撕算法】到这里就结束了

若内容对大家有所帮助,可以收藏慢慢看,感谢大家支持

本文有若有不足之处,希望各位兄弟们能给出宝贵的意见。谢谢大家!!!

新人,本期制作不易希望各位兄弟们能动动小手,三连走一走!!!

支持一下(三连必回QwQ)

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