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前言:今天我们主要从两个方面讲述环形链表,怎么判断是环形链表,以及如何如何找第一个入环的节点。
1.如何判断是否是环形链表
大家还记得如何找一个链表的中间节点吗?我们来回顾一下吧。
其中一种实现方法就是用的快慢指针,快指针每走两步,慢指针就走一步,当快指针对应的节点或者下一个节点为空时,慢指针指向该链表的中间节点。
这个是单链表的情况,如果这个链表是带环链表的话,快,慢指针都会进环。那么就会上演一场快,慢指针的追击大赛。如果追上就说明该链表带环,不然的话就像上面的单链表一样,还没有开始追就结束了。
小新:快,慢指针在环内一定会相遇吗?有没有刚好错过的可能?
如果slow走一步,fast走3,4……n步呢,结果又会怎样?
下面我们就来解答这个疑问。
能不能追上,还需我们进一步的证明。
说明当fast走两步,slow走一步是能相遇的,刚好能证明该链表是一个带环链表。
那接下我们看fast走3步,slow走1步的情况。
如果fast走4步,slow走一步
讨论方法还是像上面的一样,这样讨论下去是非常麻烦的。
根据上面的证明已经得出了一个结论: 当N时奇数,C是偶数时是永远追不上的,我们只需讨论有没有这种情况存在即可。
显然N是奇数,C是偶数的情况不存在 ,永远追不上的条件不成立,如果是带环链表的话是一定能追上的。
总结:当快指针走n步,慢指针走一步时,在带环链表中一定能相遇,与环的大小等其他因素有一定关系,但主要结论仍然成立。具体来说,虽然环的大小等因素会影响相遇的时间和具体过程,但由于快指针相对慢指针的速度优势,它们最终还是会在环中相遇。只是可能需要经过更多的步数或绕环更多圈才能相遇。
环形链表只需用快慢指针去证明,在环形链表中快慢指针一定会相遇。
2.如何找到第一个入环的节点
前面我们已经知道,快慢指针会在环形链表中相遇。
这个相遇的结论除了能证明链表是环形链表外,还能帮助找到的第一个入环的节点。
这里以fast走2步,slow走一步为例。
3.实战练习
示例1:判断是否为环形链表
代码实现:
bool hasCycle(struct ListNode *head) {
struct ListNode* fast,*slow;
fast=slow=head;
while(fast && fast->next)
{
slow=slow->next;
fast=fast->next->next;
if(fast==slow)
return true;
}
return false;
}
示例二:找第一个入环节点
代码实现:
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {
struct ListNode* fast, * slow;
fast = slow = head;
while (fast && fast->next)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
//相遇
if (fast == slow)
{
struct ListNode* meet = slow;
while (head != meet)
{
head = head->next;
meet = meet->next;
}
return meet;
}
}
return NULL;
}
结束了~
下次还记得来哦