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[双指针]环形链表

骨灰级搬砖工 2022-04-14 阅读 66
leetcode

环形链表一般都用快慢指针进行判断,因为如果有环他们始终是无法结束的,同时快的指针会与慢的指针相遇。

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return false;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (slow != fast) {
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return false;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }
}

 这题较第一题难理解一点,如图所示,a为环外范围,b为环内范围。

讨论第一次遇见

设指针s为指针1,步长为1 

设指针f为指针2,步长为2

根据上一题快慢指针特性,如果有环迟早都会相遇。

相遇时,由于快指针(f)一定是在闭环内饶了n圈才遇到慢指针(s),得到以下结论

  1. f = 2s,f=s+nb 
  2. s=a+nb一定是闭环入口(n为绕的圈数,a为环外路径,绕的圈数是个整数)

由上式 1 得出:

      3.s=nb,f=2nb

现指针s在相遇地点以步长为1继续前进,指针f重置到起点并设步长为1前进,在起点时候,两个指针情况如下:

      4.s=nb,f=0

步行a个单位后情况:

      5.s=a+nb,f=a

由2可知s处于闭环入口处,有图可知f也处于闭环入口处,且在此之前没有可能相遇,所以第二次相遇一定是在闭环入口处,此时返回的节点就是闭环入口节点。

/**
 * 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) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        ListNode slow = head, fast = head;
        while (fast != null) {
            slow = slow.next;
            if (fast.next != null) {
                fast = fast.next.next;
            } else {
                return null;
            }
            if (fast == slow) {
                ListNode ptr = head;
                while (ptr != slow) {
                    ptr = ptr.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return ptr;
            }
        }
        return null;
    }
}
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