注:本篇文章不含环形链表的数学推理证明,只提供图解等思路
环形链表是一个非常经典的问题
题述:给定一个链表,判断链表中是否有环。
如果链表中有某个节点,可以通过连续追踪 next 指针再次到达,则链表中存在环。为了表示给定链表中的环,我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从0开始)。如果pos是-1,则在该链表中没有环。注意:pos 不作为参数进行传递,仅仅是为了标识链表的实际情况。
如果链表中存在环,则返回 true。否则,返回 false。
进阶:
你能用o(1)(即,常量)内存解决此问题吗?
思路:本题难在分析,代码却很简单。那么链表带环的问题不能用正常的方式去遍历,因为会死循环。正确的思路是利用快慢指针
以下都是经典的环形链表
下面为图解思路:
以下是利用环形链表的结论得出,可以直接拿来用,难的在于如果推得环形链表的这个结论的
#include<Stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
struct ListNode
{
int val;
struct ListNode* next;
};
bool hasCycle(struct ListNode* head)
{
struct ListNode* slow = head, * fast = head;
while (fast && fast->next)//因为对于快指针奇偶节点的结束条件不同
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if (slow = fast)
{//如果是环一定能走到相等
return true;
}
}
return false;
}
int main()
{
struct ListNode* n1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
struct ListNode* n2 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
struct ListNode* n3 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
struct ListNode* n4 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
n1->val = 3;
n2->val = 2;
n3->val = 0;
n4->val = -4;
n1->next = n2;
n2->next = n3;
n3->next = n4;
n4->next = n2;
printf("%d", hasCycle(n1));
return 0;
}
延伸问题:(即如何证明结论?)
1、当slow一次走一步,fast一次走两步的前提下,为什么slow和fast一定会在环中相遇?会不会在环中错过,永远追不上?请证明一下
结论:他们一定会相遇。
2、为什么slow走一步,fast走的两步呢?能不能fast走一次走n步(n>2)?请证明一下
结论:fast一次走n步,n>2时不一定会相遇
这个证明是一系列的数学推断过程,不算太难,但是繁琐。这个证明过程有可能以后面试会考到,这里我偷个懒,需要证明过程的可以去看看其他文章。