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不论在面试或者刷题过程中,很大概率都会遇到环形链表这种类型的题目,例如 leetcode 141. 环形链表 以及 leetcode 142. 环形链表 II等,本文主要介绍通过快慢指针法来解决此类题型,以供大家参考。
环形链表
环形链表大致样子如下图所示:
快慢指针法
判断链表是否是环形链表,一般通过快慢指针法。
操作步骤
一、分别定义两个均指向头节点的指针(fast/slow);
二、快指针每次走两步,慢指针每次走一步;
三、如果链表存在环,则快慢指针一定会在环中相遇。
如下图示,快慢指针行走的轨迹如下:
faster: 1--->3--->5--->7
slower:1--->2--->3--->4
faster: 7--->5
slower:4--->5
当他们同时到达节点 5 时,完美相遇。
举栗1:判断链表是否有环
Show me the Code
// C 语言
bool hasCycle(struct ListNode *head) {
/* 特判 */
if (head == NULL || head->next == NULL) {
return false;
}
struct ListNode *slow = head, *fast = head;
/* fast指针走过链表末端,说明链表无环*/
while((fast != NULL) && (fast->next != NULL)) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if(slow == fast) {
return true;
}
}
return false;
}
# python3
class Solution:
def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
if not head or not head.next: return False
slow, fast = head, head
while fast and fast.next:
slow = slow.next
fast = fast.next.next
if slow is fast: return True
return False
举例2:求入环的第一个节点
题目
思路
本题除了需要判断链表是否有环外,如果有环还要求入环的第一个节点,因此是上一个题目的升级版本,还是以快慢指针中举例的那个链表作为示例,下图将描述当链表有环的时候,如何求出入环的第一个节点,见下图示:
已判断链表有环
求入环的第一个节点
让慢指针重新指向链表的头节点,并让快慢指针同时每次只走一步
faster:5--->6--->7
slower:1--->2--->3
继续走
faster:7--->4
slower:3--->4
当他们同时到达节点 4 时,再次完美相遇。
Show me the Code
// c 语言
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {
/* 记录是否有环 */
bool flag = false;
struct ListNode *slow = head, *fast = head;
while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
/* 有环则更新 flag 的值,并跳出循环寻找入环第一个节点 */
if (slow == fast) {
flag = true;
break;
}
}
/* 无环则直接返回空 */
if (flag == false) {
return NULL;
}
/* 慢指针重新指向链表头节点,快指针仍指向相遇节点 */
slow = head;
/* 快慢指针每次走一步,相遇节点即为入环第一个节点 */
while (fast != slow) {
fast = fast->next;
slow = slow->next;
}
return slow;
}
// go 语言
func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
slow, fast := head, head
for fast != nil && fast.Next != nil {
fast, slow = fast.Next.Next, slow.Next
if fast == slow {
break
}
}
if fast == nil || fast.Next == nil {
return nil
}
slow = head
for fast != slow {
fast, slow = fast.Next, slow.Next
}
return fast
}
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