判断单链表中是否有环,找到环的入口节点
方法一:类似冒泡算法查找匹配,时间复杂度O(n^2)
方法二:hashset
方法三:这里主要讲的这个,比较新奇,时间复杂度O(n)
首先创建两个指针1和2(在java里就是两个对象引用),同时指向这个链表的头节点。然后开始一个大循环,在循环体中,让指针1每次向下移动一个节点,让指针2每次向下移动两个节点,然后比较两个指针指向的节点是否相同。如果相同,则判断出链表有环,如果不同,则继续下一次循环。
例如链表A->B->C->D->B->C->D,两个指针最初都指向节点A,进入第一轮循环,指针1移动到了节点B,指针2移动到了C。第二轮循环,指针1移动到了节点C,指针2移动到了节点B。第三轮循环,指针1移动到了节点D,指针2移动到了节点D,此时两指针指向同一节点,判断出链表有环。
此方法也可以用一个更生动的例子来形容:在一个环形跑道上,两个运动员在同一地点起跑,一个运动员速度快,一个运动员速度慢。当两人跑了一段时间,速度快的运动员必然会从速度慢的运动员身后再次追上并超过,原因很简单,因为跑道是环形的。
看了上门一堆,看懂了,但是还是不知道为什么,下面来具体看看:
假设,整个链表长为L,链表环的长度为n,已逆时针方式在环上运动
链表头到环节点的长度为a ---->L=a+n;
1.此图表示slow运动到了t,fast运动到m1时,由于slow的速度是fast的一半,所以2a=n*m+b+a;-->a=n*m+b;(m为fast在此时已经链表环中运行次数,m>=0,且m为整数)
a=n*m+b; L-n=n*m+b; b=L-n-n*m;
b=L-(m+1)*n;
2.当slow,fast相遇在节点m2,m2到t的距离为b2
假设slow运行距离为s, s=a+n-b2; 2s=s+n*m;(m为fast在此时已经链表环中运行次数,m>=1,且m为整数) 所以s=n*m,所以n*m=a+n-b2; 代入L=a+n; n*m=L-n+n-b2; b2=L-n*m;
所以图片中的b,b2可能相等,也可能相差m个链表环。
code:
package com.qhong.dataStructures.demo1; import java.util.HashMap; public class LinkLoop { //方法2:将每次走过的节点保存到hash表中,如果节点在hash表中,则表示存在环 public static boolean hasLoop2(Node n){ Node temp1 = n; HashMap<Node,Node> ns = new HashMap<Node,Node>(); while(n!=null){ if(ns.get(temp1)!=null)return true; else ns.put(temp1, temp1); temp1 = temp1.next; if(temp1 == null)return false; } return true; } //找出环的连接点 public static Node EntryNodeOfLoop(Node h){ if(h == null || h.next == null) return null; Node slow = h; Node fast = h; while(fast != null && fast.next != null ){ slow = slow.next; fast = fast.next.next; System.out.println("temp1:"+slow.val+",temp2:"+fast.val); //交接就说明有链表环 if(slow == fast){ System.out.println("链表存在环!"); int count = 0; Node p=h; Node q=slow;//相当于让q指向了m1 while(p != q){ count ++; p = p.next; q = q.next; System.out.println("p:"+p.val+",q:"+q.val); } if(p == q) { System.out.println("环的长度:" + count); System.out.println("环的入口节点为:" + q.val); return q; } } } return null; } public static void main(String[] args) { Node n1 = new Node(1); Node n2 = new Node(2); Node n3 = new Node(3); Node n4 = new Node(4); Node n5 = new Node(5); Node n6 = new Node(6); Node n7 = new Node(7); Node n8 = new Node(8); n1.next = n2; n2.next = n3; n3.next = n4; n4.next = n5; n5.next = n6; //构造一个带环的链表,去除此句表示不带环 n6.next = n7; n7.next = n8; n8.next = n5; // System.out.println(hasLoop2(n1)); System.out.println(EntryNodeOfLoop(n1).val); } } class Node{ public Node(Integer num){ this.val=num; } public Node next; public int val; }
Output:
temp1:2,temp2:3 temp1:3,temp2:5 temp1:4,temp2:7 temp1:5,temp2:5 链表存在环! p:2,q:6 p:3,q:7 p:4,q:8 p:5,q:5 环的长度:4 环的入口节点为:5 5
http://blog.csdn.net/u011373710/article/details/54024366