首先如何判断一个链表是否有环,并找出环的入口
2015-04-08 15:49
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http://blog.csdn.net/gukesdo/article/details/7516021
首先如何判断一个链表是否有环:
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);
}
下面看如何找这个环的入口:
第一种方法:当fast若与slow相遇时,slow肯定没有走遍历完链表(这是因为如果这个链表整个是个环的话,当slow恰好到达链表终点的时候fast正好追上slow,当这个环不是整个链表的时候,则肯定在slow到达终点的时候就被fast追上了),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:
因为2s = s + nr
所以得出s= nr
设整个链表长L,环入口与相遇点距离为x,起点到环入口点的距离为a。
则有a + x = s 推出 a = nr
分解有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;
fast = fast->next;
}
return slow;
}
还有一种方法就是使用一个指针,每次遍历一个的时候把这个节点的地址存到一个vector,下一个遍历的时候从vector中查找看是否存在,如果在指针为NULL之前,出现了在vector中的节点,则说明有环存在。
下面看如何从两个相交链表找出相交点,其实这是链表环的一个衍生问题
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。
首先如何判断一个链表是否有环:
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);
}
下面看如何找这个环的入口:
第一种方法:当fast若与slow相遇时,slow肯定没有走遍历完链表(这是因为如果这个链表整个是个环的话,当slow恰好到达链表终点的时候fast正好追上slow,当这个环不是整个链表的时候,则肯定在slow到达终点的时候就被fast追上了),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:
因为2s = s + nr
所以得出s= nr
设整个链表长L,环入口与相遇点距离为x,起点到环入口点的距离为a。
则有a + x = s 推出 a = nr
分解有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;
fast = fast->next;
}
return slow;
}
还有一种方法就是使用一个指针,每次遍历一个的时候把这个节点的地址存到一个vector,下一个遍历的时候从vector中查找看是否存在,如果在指针为NULL之前,出现了在vector中的节点,则说明有环存在。
下面看如何从两个相交链表找出相交点,其实这是链表环的一个衍生问题
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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