基礎版:
Linked List Cycle
判斷一個單鏈表中是否有環?
拓展版:
Linked List Cycle II
如果有環,則找到環的起始位置並返回。
基本思路:雙指針
對於環的判斷,網上經典的做法是:使用兩個指針slow和fast,其中slow一次走一步,fast一次走兩步,因爲fast比slow走得快,那麼如果存在環的話,二者必定會在某個位置相遇。
bool hasCycle(ListNode *head) {
ListNode *slow = head;
ListNode *fast = head;
while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if (slow == fast) {
return true;
}
}
return false;
}
拓展
由此,可以拓展出一些相關的問題來:
1. 環的長度是多少?
2. 如何找到環中第一個節點(即Linked List Cycle II)?
3. 如何將有環的鏈表變成單鏈表(解除環)?
首先可以看下面這張圖:
其中,X是起點,Y是環的交叉點,Z是快慢指針的相遇點,a、b、c表示相應的線段長度。
接下來逐個問題來分析一遍:
- 環的長度是多少?
第一次相遇時slow走過的距離:a+b,fast走過的距離:a+b+c+b。
因爲fast的速度是slow的兩倍,所以fast走的距離是slow的兩倍,有 2(a+b) = a+b+c+b,可以得到a=c(這個結論很重要!)。
我們發現L=b+c=a+b,也就是說,從一開始到二者第一次相遇,循環的次數就等於環的長度。
- 如何找到環中第一個節點(即Linked List Cycle II)?
我們已經得到了結論a=c,那麼讓兩個指針分別從X和Z開始走,每次走一步,那麼正好會在Y相遇!也就是環的第一個節點。
- 如何將有環的鏈表變成單鏈表(解除環)?
在上個問題的基礎上,將Y結點的next置爲NULL即可。