剑指Offer

穿精又带淫゛_ 提交于 2020-02-27 17:26:41

题目:给一个链表,若其中包含环,请找出该链表的环的入口结点,否则,输出null。

思路:

    设置快慢指针,都从链表头出发, 快指针每次走两步,慢指针一次走一步,假如有环,一定相遇于环中某点(结论1)。接着让两个指针分别从相遇点和链表头出发,两者都改为每次 走一步,最终相遇于环入口(结论2)。以下是两个结论证明:

两个结论:

1、设置快慢指针,假如有环,他们最后一定相遇。
2、两个指针分别从链表头和相遇点继续出发,每次走一步,最后一定相遇与环入口。
证明结论1:设置快慢指针fast和low,fast每次走两步,low每次走一步。假如有环,两者一定会相遇(因为low一旦进环,可看作fast在后面追赶low的过程,每次两者都接近一步,最后一定能追上)。
证明结论2:
设:
链表头到环入口长度为-- a
环入口到相遇点长度为-- b
相遇点到环入口长度为-- c
则:相遇时
快指针路程=a+(b+c)k+b ,k>=1  其中b+c为环的长度,k为绕环的圈数(k>=1,即最少一圈,不能是0圈,不然和慢指针走的一样长,矛盾)。
慢指针路程=a+b
快指针走的路程是慢指针的两倍,所以:
(a+b)*2=a+(b+c)k+b
化简可得:
a=(k-1)(b+c)+c 这个式子的意思是: 链表头到环入口的距离=相遇点到环入口的距离+(k-1)圈环长度。其中k>=1,所以 k-1>=0圈。所以两个指针分别从链表头和相遇点出发,最后一定相遇于环入口。
 
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C++版:
 
class Solution {
public :
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        ListNode*fast=pHead,*low=pHead;
        while (fast&&fast->next){
            fast=fast->next->next;
            low=low->next;
            if (fast==low)
                break ;
        }
        if (!fast||!fast->next) return NULL;
        low=pHead; //low从链表头出发
        while (fast!=low){ //fast从相遇点出发
            fast=fast->next;
            low=low->next;
        }
        return low;
    }
};

 

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java版:
 
public class Solution {
 
    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        ListNode fast=pHead;
        ListNode low=pHead;
        while (fast!= null &&fast.next!= null ){
            fast=fast.next.next;
            low=low.next;
            if (fast==low)
                break ;
        }
        if (fast== null ||fast.next== null )
            return null ;
        low=pHead;
        while (fast!=low){
            fast=fast.next;
            low=low.next;
        }
        return low;
    }
}
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