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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来源:oschina
链接:https://my.oschina.net/songjilong/blog/3159816