/**
 * @Description :节点类
 * @Author: niaonao
 * @Date: 2018/8/11 13:07
 */
public class Node {

    //当前节点的数据
    Object data;
    //当前节点的下一个节点
    Node next;

    public Object getData() { return data; }
    public void setData(Object data) { this.data = data; }
    public Node getNext() { return next; }
    public void setNext(Node next) { this.next = next; }

    /**
     * 无参构造函数
     */
    public Node() { next = null; }

    /**
     * 带参构造函数
     * @param data
     */
    public Node(Object data) {
        this.data = data;
        next = null;
    }
}

/**
 * 链表
 * 由一个或多个节点组成
 * 每一个节点存放下一个元素, 通过首节点即可获取链表全部节点元素, 因此可以将首节点作为链表对象
 * 节点:
 * 每个节点包含两个元素: 数据对象data 和下一个节点对象next
 * 通过data 存储当前节点的数据
 * 通过next 存储下一个节点
 * 基本方法:
 * void insert(Object val)     插入链表元素的方法(插入链表首位, 插入链表尾部, 插入链表指定位置)
 * int getLength()     获取链表长度的方法
 * Node getPosition(int position)      获取链表指定位置元素(正序获取, 逆序获取)
 * boolean judgeLoop()     判断链表是否有环的方法
 * int getLoopLength()     获取环的长度
 * Node entryLoop()     查找环入口的方法
 * Node reverse()      逆置链表的方法
 * void clear()     清除链表
 *
 * @Description :链表类
 * @Author: niaonao
 * @Date: 2018/8/11 13:07
 */
public class ChainTable {

    //声明链表
    private Node chain;

    /**
     * 构造函数
     */
    public ChainTable() {
        chain = new Node();
    }

    /**
     * 获取链表的长度
     *
     * @return
     */
    public int getLength() {
        //遍历计算链表长度,当前节点的next 下一个节点不为null, 节点数自增一即链表长度自增一
        int count = 0;
        Node cursor = chain;
        while (cursor.next != null) {
            cursor = cursor.next;
            count++;
        }
        return count;
    }

    /**
     * 在链表首部添加节点
     */
    public void insertHead(Object val) {
        //新建链表节点，下一节点指向链表的首位，然后更新链表首位为此节点。
        Node head = new Node(val);
        head.next = chain.next;
        chain.next = head;
    }

    /**
     * 在链表尾部添加节点
     *
     * @param val
     */
    public void insertTail(Object val) {
        //新建链表节点node,当cursor.next为null即cursor已经在链表尾部
        Node tail = new Node(val);
        Node cursor = chain;
        while (cursor.next != null) {
            cursor = cursor.next;
        }
        //获取到最后一个节点,使其next 指向tail 节点
        cursor.next = tail;

    }

    /**
     * 链表下表从1 开始,在指定位置插入节点
     *
     * @param val
     * @param position
     */
    public void insert(Object val, int position) {
        // 新建节点, 遍历获取链表的第port 个节点
        Node Node = new Node(val);
        Node cursor = chain;
        // 找到插入的位置前的的那一个节点
        if (position >= 0 && position <= this.getLength()) {
            for (int i = 1; i < position; i++) {
                cursor = cursor.next;
            }
        }
        // 插入
        Node.next = cursor.next;
        cursor.next = Node;
    }

    /**
     * 删除指定位置的节点
     * @param position
     * @return
     */
    public void delete(int position) {

        if (chain == null)
            return ;

        if (position > 0 && position < this.getLength()) {
            for (int i = 1; i < this.getLength()+1; i++)
                //当前位置的上一个节点的Next 指向当前节点的Next 节点, 此时当前节点不存在于该链表中
                if (i == position) {
                    this.getPosition(i-1).next = this.getPosition(i+1);
                }
        }
    }

    /**
     * 链表逆置方法
     * 将指向逆置, 更新原链表的下一个节点Next 为上一个节点,
     * 原链表的第一个节点逆置后作为新链表的最后一个节点, 其Next 指向null 即可
     *
     * @return
     */
    public Node reverse() {
        Node pre = null;
        Node cursor = chain;
        // 当cursor.next==null时即cursor到尾部时再循环一次把cursor变成头指针。
        while (cursor != null) {
            Node cursorNext = cursor.next;
            if (cursorNext == null) {
                // 逆序后链表
                chain = new Node();
                chain.next = cursor;
            }
            if (pre != null && pre.getNext() == null && pre.getData() == null)
                pre = null;
            cursor.next = pre;
            pre = cursor;
            cursor = cursorNext;
        }
        return chain;
    }

    /**
     * 链表下标从1开始，获取第position 个节点
     *
     * @param position
     * @return
     */
    public Node getPosition(int position) {
        Node cursor = chain;
        //节点插入的位置超出链表范围
        if (position < 0 || position > this.getLength()) {
            return null;
        }
        for (int i = 0; i < position; i++) {
            cursor = cursor.next;
        }
        return cursor;
    }

    /**
     * 获取倒数第position 个节点
     *
     * @param position
     * @return
     */
    public Node getBackPosition(int position) {
        Node cursor = chain;
        //节点插入的位置超出链表范围
        if (position < 0 || position > this.getLength())
            return null;

        //找到倒数第position 个位置
        for (int i = 0; i < this.getLength() - position + 1; i++)
            cursor = cursor.next;

        return cursor;

    }

    /**
     * 链表存在环
     * 追逐方法解决该问题
     * 环模型:
     * 存在环即链表中存在某个节点的Next 指向它前面的某个节点, 此时遍历链表是一个死循环
     *
     * @return
     */
    public boolean judgeLoop() {
        if (chain == null)
            return false;

        //快节点和慢节点从首位节点一起出发
        Node fast = chain;
        Node slow = chain;
        //快节点每次走两步, 慢节点每次走一步, 如果是环, 则快节点会追上慢节点
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if (fast == slow)
                return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 计算环的长度
     * @return
     */
    public int getLoopLength() {
        if (chain == null)
            return 0;
        Node fast = chain;
        Node slow = chain;
        // 标识是否相遇
        boolean  tag = false;
        // 初始化环长
        int length = 0;
        // fast走两步, slow走一步, 快指针与慢指针第二次相遇时慢指针走的长度就是环的大小
        while(fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            // 初始化tag 为false, 第一次相遇标记tag 为true
            if(fast == slow && tag == false) {
                tag =true;
            }
            // 第一次相遇后开始计算环的长度
            if(tag == true ) {
                length++;
            }
            // tag为true 是已经相遇过了,当fast == slow 此时是第二次相遇
            if(fast == slow && tag == true) {
                break;
            }
        }
        return length;
    }

    /**
     * 环的入口
     *
     * 环后续单独拉出来写一个博客, 此处应该画个图更好理解
     * 暂时先给个不错的链接: https://www.cnblogs.com/fankongkong/p/7007869.html
     * @return
     */
    public Node entryLoop(){
        // 指向首节点
        Node fast = chain;
        Node slow = chain;
        // 找环中相汇点, 快节点走两步慢节点走一步
        while(slow.next != null && fast.next.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            // 相遇, 此时慢节点走了x 个节点, 快节点走了2x 个节点, 设环有m 个节点, fast 多走了n 圈
            // 有x + m*n = 2*x 即m*n = x, slow 走到环入口后就一直在环里, 所以相遇点距离环入口的长度和慢节点从首节点走到环入口的距离相等
            if(fast == slow) {
                break;
            }
        }
        // fast 从相遇点一步一步走, slow 从首节点开始一步一步走, 走相同的距离相遇的点就是环的入口
        slow = chain;
        while(fast != slow){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

    /**
     * 清除链表元素
     */
    public void clear() {
        chain = new Node();
    }
}