这篇文章讨论一下与链表的环相关的题目,我目前遇到的一共有3种题目。
1.判断一个链表是否有环(LeetCode相关题目:https://leetcode.com/problems/linked-list-cycle/description/)
设置两个指针,初始值都指向头,一快一慢,slow每次前进一步,fast每次前进两步,假如链表存在环,两个指针必定会相遇。假如fast走到尾部,则为无环链表。
代码如下:
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * ListNode *next; * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * }; */ class Solution { public: bool hasCycle(ListNode *head) { ListNode *fast = head; ListNode *slow = head; while (fast && fast->next) { fast = fast->next->next; slow = slow->next; if (slow == fast) { return true; } } return false; } };
2.判断一个有环链表中环的位置(LeetCode相关题目:https://leetcode.com/problems/linked-list-cycle-ii/description/)
也是利用到一快一慢的两个指针,借用网上一个图:
两个指针顺时针走动,fast一次走两步,slow一次走一步,假设两个指针第一次在Z相遇,slow走过的距离为a+b,fast走过的距离为a+b+c+b,2(a + b) == a + b + c + b,得出a == c,因此此时将fast指针放回起点,将两次走一步改为一次走一步。此时,fast和slow同时开始走,由于他们的路程和速度都一样,因此他们会在环的起点相遇。
代码如下:
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * ListNode *next; * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * }; */ class Solution { public: ListNode *detectCycle(ListNode *head) { ListNode *slow = head; ListNode *fast = head; while (true) { if (fast == NULL || fast->next == NULL) return NULL; else { fast = fast->next->next; slow = slow->next; if (fast == slow) break; } } fast = head; while (fast != slow) { slow = slow->next; fast = fast->next; } return slow; } };
3.求两个链表的交点(LeetCode相关题目:https://leetcode.com/problems/intersection-of-two-linked-lists/description/)
尽管看上去和链表的环没啥关系,但是这个题目可以用这种方法来做。我们可以先将其中一个环的头尾相连,然后按照上一题的做法,就可以找到交点的位置了。不过要记得将一切复原,也就是将环解开。
代码如下:
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * ListNode *next; * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * }; */ class Solution { public: ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) { if (headA == NULL || headB == NULL) return NULL; ListNode *copyA = headA; ListNode *copyB = headB; while (headA->next != NULL) { headA = headA->next; } ListNode *recover = headA; headA->next = copyA; ListNode *fast = headB; ListNode *slow = headB; while (true) { if (!fast || !fast->next) { recover->next = NULL; headA = copyA; headB = copyB; return NULL; } fast = fast->next->next; slow = slow->next; if (fast == slow) break; } fast = headB; while (fast != slow) { slow = slow->next; fast = fast->next; } recover->next = NULL; headA = copyA; headB = copyB; return slow; } };
4.其他的。。。
我能想到的其他题目类型:
求环的长度:在2的前提下,从环的起点开始,一个指针不动,一个指针走,统计走的长度,两个指针重新相遇时的长度就是环的长度
将环解开:原理其实一样
因此,这类题目的关键是利用一快一慢两个指针,然后要懂得找出环的起点的方法,其他变形的问题也就迎刃而解了。