判断链表环相关的面试题

题目1：判断链表是否有环

       首先应判断两个单链表是否含有环，判断是否有环的方法很多，目前最好的方法是：一开始设置两个指针都指向表头，其中一个每次（一步）前进一个节点的叫p1，另外那个每次（一步）前进两个节点的叫p2 。p1和p2同时走，当其中有一个遇到null，就证明链表没有环。如何某个时刻（假设走了n步之后），p1和p2指向的地址相同，那么链表就是有环的。

//判断链表是否有环
public boolean hasLoop(Node head) {
Node first = head;
Node second = head;
//判断条件second在前，second.next在后，否则可能会报空指针异常
while(second != null && second.next != null ) {
first = first.next;
second = second.next.next;
if(first == second)
return true;
}
return false;
}

题目2：如果链表有环，求环的长度：

       若链表无环，则其长度为0；若链表有环，则second和first指针相遇时，相遇点一定在环中。记录下相遇点，first再次走到该点时走到长度即为所求。

//首先得到相遇点
private Node getMeetNode(Node head) {
Node first = head;
Node second = head;
//判断条件second在前，second.next在后，否则可能会报空指针异常
while(second != null && second.next != null  ) {
first = first.next;
second = second.next.next;
if(first == second)
return first;
}
return null;
}

public int getLoopLength(Node head) {

Node meetNode = getMeetNode(head);//获取相遇点的指针
if(meetNode == null) //无环
return 0;
Node first = meetNode.next;
int result = 1;
while(first != meetNode) {
result++;
first = first.next;
}
return result;
}

题目3：链表环的入口点：

       根据结论：从两个指针相遇点 和 两个指针头结点 这两个位置出发，走相同的步长，他们的相遇点就是环的入口点。具体推导过程见这里点击打开链接。

       定义两个指针first、second，让first先走 len 步，然后first和second一起向前走，两者必然会相遇，相遇点即为环的入口结点。

public Node entryNodeOfLoop(Node head){

Node first = head;
Node second = head;
int len = getLoopLength(head);
if(len == 0)
return null;
for(int i=0; i<len; i++) {
first = first.next;
}
while(first != null) {
if(first == second) {
return first;
}
first = first.next;
second = second.next;
}
return null;
}

题目4：判断两个链表是否相交

       两个链表相交有以下三种情况：1.两链表均不含环 2.两链表均含环 3.一个有环一个无环，显然两链表此时不可能相交，该情况不考虑。

       1.均无环的情况下判断是否相交，且找出第一个相交点。无环情况下，判断是否相交，可以让两个链表均遍历至尾节点，如果尾节点相同，则说明两链表是有交点的，代码如下：

/*
* 无环情况下判断是否相交 两个链表无环时若相交，则至少尾节点必然是同一个
*/
public boolean isJointNoLoop(Node h1, Node h2) {
Node p = h1;
Node q = h2;
while (p.next != null) {
p = p.next;
}
while (q.next != null) {
q = q.next;
}
return p == q;
}        此时已判断出是否相交，相交后，来寻找第一个相交点，算出两个链表的长度差δ，两个指针从表头出发，之后较长的链表先移动δ步，之后两链表同时移动，直到遇到相同的节点，该节点即为第一个相交点，代码如下：

/*
* 无环情况下找出第一个相交点
*/
public Node getFirstJoint(Node h1, Node h2) {
int len1 = 0;
int len2 = 0;
while (h1.next != null) {
len1++;
h1 = h1.next;
}
while (h2.next != null) {
len2++;
h2 = h2.next;
}
return len1-len2>=0?getNode(h1,h2,len1,len2):getNode(h2, h1, len2, len1);
}

private Node getNode(Node h1, Node h2, int len1, int len2) {
int i = 0;
while (i < len1 - len2) {
h1 = h1.next;
}
while (true) {
h1 = h1.next;
h2 = h2.next;
if (h1 == h2)
return h1;
}
}

       2.均有环的情况下，判断是否相交

       思路与无环时的思路较类似，二者均有环，那么可以找出各自环的入口点，然后从各自的入口点出发，一个快速（每次2步），一个慢速（每次1步），直到相遇，说明相交。

相关参考博客：

http://blog.csdn.net/yx0628/article/details/24454693

http://wuchong.me/blog/2014/03/25/interview-link-questions/

http://www.jianshu.com/p/c65d9d753c31

http://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4782595.html