代码题--C++--判断单链表其中是否有环,寻找链表入环结点

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选择匿名的用户   2021-5-29 20:09   208   0

代码题--C++--判断单链表其中是否有环,寻找链表入环结点


题目:给定一个单链表,(1)判断其中是否有环,(2)寻找链表入环结点。

1.判断时候有环(链表头指针为head)

对于这个问题我们可以采用“快慢指针”的方法。就是有两个指针fast和slow,开始的时候两个指针都指向链表头head,然后在每一步

操作中slow向前走一步即:slow = slow->next,而fast每一步向前两步即:fast = fast->next->next。

由于fast要比slow移动的快,如果有环,fast一定会先进入环,而slow后进入环。当两个指针都进入环之后,经过一定步的操作之后

二者一定能够在环上相遇,并且此时slow还没有绕环一圈,也就是说一定是在slow走完第一圈之前相遇。证明可以看下图:

代码如下:

typedef struct node {
 char data;
 node* next;
}Node;
bool exitLoop(Node* head)
{
 Node* fast, * slow;
 slow = fast = head;

 while (slow != NULL && fast->next != NULL)
 {
  slow = slow->next;
  fast = fast->next->next;
  if (slow == fast)
   return true;
 }
 return false;
}

(2)寻找链表入环结点。

  我结合着下图讲解一下:

从上面的分析知道,当fast和slow相遇时,slow还没有走完链表,假设fast已经在环内循环了n(1<= n)圈。假设slow走了s步,则fast走了2s步,又由于

fast走过的步数 = s + n*r(s + 在环上多走的n圈),则有下面的等式:

2*s = s + n * r ; (1)

=> s = n*r (2)

如果假设整个链表的长度是L,入口和相遇点的距离是x(如上图所示),起点到入口点的距离是a(如上图所示),则有:

a + x = s = n * r; (3) 由(2)推出

a + x = (n - 1) * r + r = (n - 1) * r + (L - a) (4) 由环的长度 = 链表总长度 - 起点到入口点的距离求出

a = (n - 1) * r + (L -a -x) (5)

集合式子(5)以及上图我们可以看出,从链表起点head开始到入口点的距离a,与从slow和fast的相遇点(如图)到入口点的距离相等。

因此我们就可以分别用一个指针(ptr1, prt2),同时从head与slow和fast的相遇点出发,每一次操作走一步,直到ptr1 == ptr2,此时的位置也就是入口点!

代码如下:

Node* findLoopStart(Node* head)
{
 Node* fast, * slow;
 slow = fast = head;

 while (slow != NULL && fast->next != NULL)
 {
  slow = slow->next;
  fast = fast->next->next;
  if (slow == fast) break;
 }
 if (slow == NULL || fast->next == NULL) return NULL; //没有环,返回NULL值 

 Node* ptr1 = head; //链表开始点 
 Node* ptr2 = slow; //相遇点 
 while (ptr1 != ptr2)
 {
  ptr1 = ptr1->next;
  ptr2 = ptr2->next;
 }
 return ptr1; //找到入口点 
}

转载:https://www.cnblogs.com/yorkyang/p/10876604.html

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