【牛客面试必刷TOP101】Day2.判断链表中是否有环和链表中倒数最后k个结点

news2024/10/9 14:20:41

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系列专栏：笔试强训选择题

每日一句：人的一生，可以有所作为的时机只有一次，那就是现在！！！！！

文章目录

前言

一.判断链表中是否有环

题目描述

解题分析

二.链表中倒数最后k个结点

题目描述

解题分析

总结

前言

今天是算法题第2天，今天的题我们主要学会了掌握双指针的有关题型（快慢指针）；

一.判断链表中是否有环

题目描述

描述

判断给定的链表中是否有环。如果有环则返回true，否则返回false。

数据范围：链表长度 0≤100000≤n≤10000，链表中任意节点的值满足 ∣val∣<=100000；

要求：空间复杂度 O(1)，时间复杂度 O(n)。

输入分为两部分，第一部分为链表，第二部分代表是否有环，然后将组成的head头结点传入到函数里面。-1代表无环，其它的数字代表有环，这些参数解释仅仅是为了方便读者自测调试。实际在编程时读入的是链表的头节点。

举例说明：

例如输入{3,2,0,-4},1时，对应的链表结构如下图所示：

可以看出环的入口结点为从头结点开始的第1个结点（注：头结点为第0个结点），所以输出true。

示例1：

示例2：

示例3：

解题分析

解题思路：

本题我们采用双指针方法进行解析题目；

我们使用两个指针，fast 与 slow。

它们起始都位于链表的头部。随后，slow 指针每次向后移动一个位置，而fast 指针向后移动两个位置。

如链表中存在环，则 fast 指针最终将再次与 slow 指针在环中相遇；否则无法相遇没有环；

图示解析：

代码编写思路步骤：

步骤1.初始化两个指针，一个称为“快指针”（fast）和一个称为“慢指针”（slow），并将它们都指向链表的头节点。

步骤2.在循环中，快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步。这样，快指针将比慢指针走得更远。

步骤3.如果链表中存在环，快指针最终会追上或与慢指针相遇。如果不存在环，快指针将会先到达链表的末尾，完成循环。

4.当快指针与慢指针相遇时，说明链表中存在环，可以返回 true。如果快指针达到链表的末尾而没有与慢指针相遇，则说明链表中没有环，可以返回 false。

代码编写：

二.链表中倒数最后k个结点

题目描述

描述

输入一个长度为 n 的链表，设链表中的元素的值为 ai ，返回该链表中倒数第k个节点。

如果该链表长度小于k，请返回一个长度为 0 的链表。

数据范围：0≤1050≤n≤105，0≤090≤ai≤109，0≤090≤k≤109；

要求：空间复杂度 O(n)，时间复杂度O(n)。

进阶：空间复杂度 O(1)，时间复杂度O(n)。

举例说明:
例如输入{1,2,3,4,5},2时，对应的链表结构如下图所示：

其中蓝色部分为该链表的最后2个结点，所以返回倒数第2个结点（也即结点值为4的结点）即可，系统会打印后面所有的节点来比较。

示例1：

示例2：

解题分析

解题思路：

本题我们采用快慢指针的方法进行解决；
第一个指针先移动k步，然后第二个指针再从头开始，这个时候这两个指针同时移动，当第一个指针到链表的末尾的时候，返回第二个指针即可；此时第二个指针所在的位置就是返回的倒数第k个结点；

图示解析：

代码编写思路步骤：

1.初始化两个指针，一个称为“快指针”（fast）和一个称为“慢指针”（slow），并将它们都指向链表的头节点。

2.将快指针先向前移动k个节点，使得快指针与慢指针之间相差k个节点。

3.然后，同时移动快慢指针，直到快指针到达链表的末尾。在这个过程中，快慢指针之间始终保持k个节点的距离。

4.当快指针到达链表末尾时，慢指针指向的节点就是倒数第k个节点。

注意：如果链表的长度小于k，即快指针到达末尾之前链表已经结束，这时就无法找到倒数第k个节点。