【双指针】——快慢指针

目录

• 判定链表是否含有环
• 已知链表有环，返回这个环的起始位置
• 寻找无环单链表的中点
• 寻找单链表的倒数第k个元素

双指针分为两类：一类是“快慢指针”，一类是“左右指针”

快慢指针：主要解决链表中的问题，比如判定链表中是否包含环
左右指针：主要解决数组（或者字符串）问题，比如二分搜索

判定链表是否含有环

• 如果链表不含环，则指针会遇到空指针null，表示链表到头了

boolean hasCycle(ListNode head){
	while(head != null){
		head = head.next;
	}
	return false;
}

• 如果链表含有环，则会陷入死循环，因为环形链表中没有null指针作为尾部节点
  • 双指针 ，不含环，则会遇到null；含有环，则快指针会超慢指针一圈，和慢指针相遇

boolean hasCycle(ListNode head){
	ListNode fast,slow;
	//初始化快、慢指针指向头节点
	fast = slow = head;
	while(fast != null && slow != null){
		slow = slow.next;
		fast = fast.next.next;
		if(slow == fast){
			return true;
		}
	}	
	return false;
}

已知链表有环，返回这个环的起始位置

boolean hasCycle(ListNode head){
	ListNode fast,slow;
	//初始化快、慢指针指向头节点
	fast = slow = head;
	while(fast != null && slow != null){
		slow = slow.next;
		fast = fast.next.next;
		if(slow == fast){
			break;
		}
	}	
	fast = head;
	while(slow != fast){
	//相同的速度前进
		slow = slow.next;
		fast = fast.next;
	}
	//两个指针的相遇的节点就是环的起点
	return slow;
}

设相遇点距环的起点的距离为 m， 那么环的起点距头结点 head 的距离为 k -
m， 也就是说如果从 head 前进 k - m 步就能到达环起点。
巧的是， 如果从相遇点继续前进 k - m 步， 也恰好到达环起点。

所以， 只要我们把快慢指针中的任⼀个重新指向 head， 然后两个指针同速
前进， k - m 步后就会相遇， 相遇之处就是环的起点了。

寻找无环单链表的中点

• 暴力求解：先遍历一遍链表，算出链表的长度n，再遍历一遍链表，走n/2步则是链表的中点
• 让快指针1次前进2步， 慢指针1次前进1步， 当快指针到达链表尽头时， 慢指针就处于链表的中间位置。

while (fast != null && fast.next != null) {
	fast = fast.next.next;
	slow = slow.next;
} 
// slow 就在中间位置
return slow;

寻找单链表的倒数第k个元素

让快指针先走 k 步， 然后快慢指针开始同速前进。 这样当快指针到链表末尾 null 时， 慢指针所在的位置就是倒数第 k
个链表节点

ListNode slow, fast;
slow = fast = head;
while (k-- > 0)
	fast = fast.next;
while (fast != null) {
	slow = slow.next;
	fast = fast.next;
} 
return slow;