单链表是否有环并如何找到环入口

来源:互联网 发布:109wdd的秒的数据 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 19:44

1、如何判断一个链表是不是有环?   

2、如果链表为存在环,如果找到环的入口点?

解答:

一、判断链表是否存在环,办法为:

设置两个指针(fast, slow),初始值都指向头,slow每次前进一步,fast每次前进二步,如果链表存在环,则fast必定先进入环,而slow后进入环,两个指针必定相遇。(当然,fast先行头到尾部为NULL,则为无环链表)程序如下:

bool IsExitsLoop(slist *head) {     
slist *slow = head*fast = head;     
while ( fast &&fast->next )     {         
slow = slow->next;         
fast = fast->next->next;         
if ( slow ==fast ) break;     
   
 return !(fast == NULL || fast->next == NULL);
 }

二、找到环的入口点

当fast若与slow相遇时,slow肯定没有走遍历完链表,见注释(1)而fast已经在环内循环了n圈(1<=n)。假设slow走了s步,则fast走了2s步(fast步数还等于s 加上在环上多转的n圈),设环长为r,则:

 2s = s + nr    s= nr

设整个链表长L,入口环与相遇点距离为x,起点到环入口点的距离为a。   a + x = nr   a + x = (n – 1)r +r = (n-1)r + L - a   a = (n-1)r + (L – a – x)

(L – a – x)为相遇点到环入口点的距离,由此可知,从链表头到环入口点等于(n-1)循环内环+相遇点到环入口点,于是我们从链表头、与相遇点分别设一个指针,每次各走一步,两个指针必定相遇,且相遇第一点为环入口点。程序描述如下:

slist* FindLoopPort(slist *head) {     

slist *slow = head, *fast = head;    

 while ( fast &&fast->next )     {         

slow = slow->next;         

fast = fast->next->next;         

if ( slow ==fast ) break;     

    

if (fast == NULL || fast->next == NULL)        

 return NULL;     

slow =head;    

 while (slow != fast)     {         

 slow = slow->next;          f

ast = fast->next;     

    

return slow; 

}

扩展问题:

判断两个单链表是否相交,如果相交,给出相交的第一个点(两个链表都不存在环)。

比较好的方法有两个:

一、将其中一个链表首尾相连,检测另外一个链表是否存在环,如果存在,则两个链表相交,而检测出来的依赖环入口即为相交的第一个点。

二、如果两个链表相交,那个两个链表从相交点到链表结束都是相同的节点,我们可以先遍历一个链表,直到尾部,再遍历另外一个链表,如果也可以走到同样的结尾点,则两个链表相交。

这时我们记下两个链表length,再遍历一次,长链表节点先出发前进(lengthMax-lengthMin)步,之后两个链表同时前进,每次一步,相遇的第一点即为两个链表相交的第一个点。

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