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tfast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

http://blog.csdn.net/y999666/article/details/51444504

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIxMjE5MTE1Nw==&mid=2653189798&idx=1&sn=c35c259d0a4a26a2ee6205ad90d0b2e1&chksm=8c99047cbbee8d6a452fbb171133551553a825c83fb8b0cc66210dcda842c61157a07baaeb6b&scene=21#wechat_redirect

posted @ 2018-01-25 13:53  hongdada  阅读(534)  评论(0编辑  收藏  举报