标签:数据结构 链表是否含有环 java检测是否含环 java检测链表含环 链表应用
??如何检测一个链表是否有环?这个是一个出现频率较高的面试题。
??如下是一个含有环的链表。
(图片来自http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2245
一个有很多关于数据结构的文章的网站,还有其他的资料,可以看看)
我这里解题的方法有三种:
??为了实现检查链表是否含有环的情况,我们需要先构建出一个含有环的链表。
??于是乎我在之前源码的基础上增加了两个方法,代码如下:
/**
* @TODO 设置成循环链表
*/
public void setLoop(){
FOLinkedNode<E> p = new FOLinkedNode<E>();
p=this.header;
FOLinkedNode<E> q = new FOLinkedNode<E>();
q = this.last(p);
q.addNext(p);
}
/**
* @TODO 指定某个位置来设置链表还有环
* @param index 链表的某个位置
*/
public void setIndexLoop(int index){
validateIndex(index);
FOLinkedNode<E> p = new FOLinkedNode<E>();
p=get(index);
FOLinkedNode<E> q = new FOLinkedNode<E>();
q=last(this.header);
q.addNext(p);
}
1.快慢指针方法:
代码如下:
/**
* @TODO 判断链表是否含有环(快慢指针法)
* @return true or false
*/
public boolean hasLoop(){
FOLinkedNode<E> p = new FOLinkedNode<E>();
FOLinkedNode<E> q = new FOLinkedNode<E>();
p=this.header;
if(p!=null){
q = p.next;
while(p!=null && q!=null && q.next!=null){
if(p==q || p==q.next){
return true;
}
q =q.next.next;
p = p.next;
}
}
return false;
}
2.环的顶点数和边相等的关系。
??这是我想到的一种方法,由于是链表,所以我最初假设的是单链表,而我的单链表是设置了长度的,这样在进行判断是否含有环的时候可以利用长度来进行。
??将指针是否为空和长度每次遍历减1操作来进行while循环,这样如果到长度等于0的时候而指针却不为空,此时就说明此链表含有环。这利用了环的顶点数和边相等的关系。
代码如下:
/**
* @TODO 利用环的顶点数和边数相等的关系进行判断是否含有环
* @return true or false
*/
public boolean hasLoop2(){
FOLinkedNode<E> temp = new FOLinkedNode<E>();
temp = this.header.next;
int tempSize = this.size();
while (temp != null) {
tempSize--;
if(tempSize<=0){
return true;
}
temp = temp.next;
}
return false;
}
??这个方法我其实是在打印链表的时候想到的。如果是单链表,那么打印的话只要判断指针是否为null就行;而如果是循环链表或者是含有环的链表的时候,如果要打印则会陷入死循环之中,于是乎就想到用链表的长度进行判断来打印链表。这样当需要判断链表是否含有环的时候还需要再增加一个条件,就是指针是否为空的情况,于是乎问题就有解了。
顺便贴上改进后的toString方法的代码:
@Override
public String toString() {
return "[" + this.NodesToString(this) + "]";
}
/**
* @param foLinkedList
* @TODO 设置单链表的长度
* @return 单链表的节点字符串序列
*/
private String NodesToString(FOLinkedList<E> foll) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
if (foll.header != null) {
sb.append(foll.header.getE());
FOLinkedNode<E> temp = new FOLinkedNode<E>();
temp = foll.header.next;
int tempSize = foll.size() - 1;
while (temp != null && tempSize!=0) {
sb.append(", " + temp.getE());
temp = temp.next;
tempSize--;
}
}
return sb.toString();
}
3.两个指针遍历判断步数是否相等
思路:
??设两个工作指针p、q,p总是向前走,但q每次都从头开始走,对于每个节点,看p走的步数是否和q一样。比如p从A走到D,用了4步,而q则用了14步。因而步数不等,出现矛盾,存在环。
??这个方法相比于前面的两种方法就略次一些了,这里就没有进行代码编写了。
??最后贴上测试的代码,注释的代码是测试之前的代码用的,可以忽略,也可以自行尝试。
public static void main(String[] args) {
// FOLinkedList<String> fol = new FOLinkedList<String>();
// for (int i = 1; i <= 8; i++) {
// fol.add("元素"+i);
// }
// fol.add("元素"+2);
// fol.add("元素"+7);
// fol.add("元素"+2);
// fol.add("元素"+2);
// fol.add("元素"+3);
// fol.add("元素"+11);
// fol.add("元素"+1);
// fol.add("元素"+9);
// System.out.println(fol);
// fol = FOLinkedList.removeRepeatElement(fol);
// System.out.println(fol);
// System.out.println(fol.size());
// fol.insert( 9,"xxx");
// System.out.println(fol);
// System.out.println(fol.size());
// fol.set(9,"元素9");
// System.out.println(fol);
// FOLinkedNode<String> e = fol.remove(6);
// System.out.println(e);
// System.out.println(fol);
// System.out.println(fol.size());
// FOLinkedList<String> newFol = new FOLinkedList<String>();
// for (int i = 1; i <= fol.size(); i++) {
// newFol.addFirst(fol.get(i).getE());
// }
// System.out.println(newFol);
// FOLinkedList<Integer> a = new FOLinkedList<Integer>();
// FOLinkedList<Integer> b = new FOLinkedList<Integer>();
// for (int i = 0,j=1; i < 10; i++,j=j+2) {
// a.add(j);
// }
// for (int i = 0,j=0; i < 10; i++,j=j+3) {
// b.add(j);
// }
// System.out.println(a);
// System.out.println(b);
// FOLinkedList<Integer> c = a.merge(b);
// System.out.println(c);
//测试链表是否含有环
FOLinkedList<Integer> x = new FOLinkedList<Integer>();
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
x.add(i);
}
System.out.println(x);
System.out.println(x.size());
System.out.println("hasLoop2:"+x.hasLoop2());
System.out.println("hasLoop:"+x.hasLoop());
x.setIndexLoop(10);
System.out.println(x);
System.out.println(x.size());
System.out.println("hasLoop2:"+x.hasLoop2());
System.out.println("hasLoop:"+x.hasLoop());
}
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