【数据结构_6下篇】有关链表的oj题

news2025/4/16 1:30:34

思路:

1.分别求出这两个链表的长度

2.创建两个引用,指向两个链表的头节点;找到长度长的链表,让她的引用先走差值步数

3.让这两个引用,同时往后走,每个循环各自走一步

然后再判定两个引用是否指向同一个节点,如果发现相同,那么就说明该节点就是链表的交点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {

    public int size (ListNode head){
        int size =0;
        for(ListNode cur = head;cur != null;cur = cur.next){
            size++;
        }
        return size;
    }

    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        //1.首先求出两个链表各自的长度
        int sizeA=size(headA);
        int sizeB =size(headB);

        //2.判断谁更长 让更长的链表先走

            ListNode A = headA;
            ListNode B = headB;//A和B要提前声明,否则后期找不到他们!

        if(sizeA >sizeB){
            //A先走差值的步数
            int countA = sizeA - sizeB;
            while(countA != 0){
                A = A.next;
                countA--;
            }

        }else{
            //B先走
            int countB = sizeB - sizeA;
            while(countB != 0){
                B = B.next;
                countB--;
        }
        }

        //3.然后让这两个引用各自往后走
        while(A  != null && B != null){
            if( A == B){
                return A;
            }
            A = A.next;
            B = B.next;
        }

        return null;
        
    }
}

解法1:遍历链表,每次遍历一个节点,就把这个节点的引用存到一个LIst里面,遍历下一个节点的时候,判定下一个节点是否在List中已经存在过了。如果发现某个节点已经在List里面有了,并且又再次遍历到了,认为这个链表是带环的。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        //1.首先判断链表是否为空
        if(head == null){
            return false;
        }        
        //2.创建一个顺序表
        List<ListNode> list = new ArrayList<>();
        //3.对链表进行遍历
        for(ListNode cur = head ; cur != null ;cur = cur.next){
            //判断一下给的节点的引用是否存在?
            if(list.contains(cur)){
                return true;
            }
            //如果不存在 那就继续循环
            list.add(cur);
        }
        return false;
    }
}

然而,上面这种解法的时间复杂度为O(N^2),适合在线笔试的时候用,因为她比较好想。

更好的方法为双指针法:

首先创建两个引用,都指向链表的头部,其中一个引用fast,一次循环,往后走两步

另一个引用slow,一次循环,往后走一步

如果链表不带环,此时这两个引用永远不会重合

如果带环,就会有重合的一天

空间复杂度为O(1),时间复杂度为O(N)(*考虑极端情况,比如环的长度就是整个链表长度N,fast和slow最开始上环的时候,差距是N,此时意味着,每循环一次,差距就措施小N,最多经过N次就重合了)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        //应用双指针法来进行解题
        //首先判断特殊情况
        if(head == null){
            return false;
        }
        //创建快慢指针
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            //判断二者是否指向同一个地址
            if(slow == fast){
                return true;
            }
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
    return false;
    }
}

扩展延申:

当前是fast一次走两步,slow一次走一步,可以判定是否带环

假设fast一次走三步/四步/五步/,slow一次走一步,能否判定出是否带环呢?

结论是否定的。

反例:fast一次走3步,slow一次走1步,环的长度为2,这样的情况下,fast和slow是永远也重合不了的,这和环的长度是有关系的。

规律总结:如果fast和slow的差值为N,此时给长度为N的环,那永远也重合不了~

只有说,fast和slow的差值为1的时候,才是最保险的!

解法:应用快慢指针法来解答这一道题

首先找到slow和fast交汇的位置

创建cur1从交汇位置出发,创建cur2从链表的头部出发,每次循环走一步的方式,同时往后走,当cur1与cur2重合,此时相遇的位置,就相当于环的入口

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
     //1.首先判断链表是否为空
     if(head == null){
        return null;
     }   
     //2.然后再使用快慢指针判断有环or无环
     ListNode fast = head;
     ListNode slow = head;
     while(fast != null && fast.next != null){

        fast =fast.next.next;
        slow = slow.next;
        //应该在这里进行判断
        if(fast == slow){
            break;
        }
    }
    //3.判断是因为哪种情况出来的
     if(fast ==  null || fast.next == null){
        return null;
     }
     //4.使用cur2,cur1分别从头和相交处开始走
     
     ListNode cur2=head;
     ListNode cur1 =fast;
     while(cur1 != cur2 ){
        cur1 = cur1.next;
        cur2 = cur2.next;
     }
     return cur1;
    }
}

 ArrayListLinkedList的区别

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