双指针之快慢指针

快慢指针(Fast and Slow Pointers)是一种非常巧妙的双指针技巧,在处理链表 或数组 的特定问题时,常能以O(n) 的时间复杂度和O(1) 的空间复杂度优雅解决。

🔎 核心思想

想象两个人在环形跑道上跑步,一个人跑得快(快指针),一个人跑得慢(慢指针)。

  • 快指针(Fast Pointer) :每次移动两步或更多。

  • 慢指针(Slow Pointer) :每次移动一步。

通过控制两个指针的移动速度差 或出发时间差,可以利用它们相遇的时机或位置,推导出链表的结构特征。

🧠 四大经典应用场景

场景 快慢指针策略 核心原理 图示/类比
1. 判断链表是否有环 快指针走2步,慢指针走1步。 追及问题 :如果有环,快指针会先进入环,最终从后面追上慢指针(相遇);如果没环,快指针会先到达 nullptr。 环形跑道上的两人,跑得快的人最终会套圈跑得慢的人。
2. 寻找环的入口节点 1. 先用判环法找到相遇点。 2. 将其中一个指针重置回头节点,两指针同速前进,再次相遇点即为环入口。 数学推导:从头节点到入口的距离 = 从相遇点到入口的距离。 这是一个经典的数学结论,可以画图推导出距离关系。
3. 寻找链表的中间节点 快指针走2步,慢指针走1步。 当快指针到达链表末尾时,慢指针恰好处于中间位置。 两人跑步,速度差一倍,跑得快的人到终点时,跑得慢的人正好在一半的位置。
4. 寻找链表倒数第 K 个节点 1. 快指针先出发走 K 步。 2. 然后快慢指针同速前进。 当快指针到达末尾时,慢指针距离末尾刚好差 K 步,即倒数第 K 个节点。 两个人出发时间不同,先走的人到终点时,后走的人的位置就是相对于终点的倒数距离。

⚙️ 练习例题

142. 环形链表 II - 力扣(LeetCode)

876. 链表的中间结点 - 力扣(LeetCode)

202. 快乐数 - 力扣(LeetCode)

LCR 021. 删除链表的倒数第 N 个结点 - 力扣(LeetCode)

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