php如何检测是否有环
前言
前面几个文章讲了单链表和快慢指针的用法， 这里再延伸一下快慢指针的用法
本文讲解三个例子：
- 给定一个单链表，判断是否有环(链表后部分存在循环，或者就是一个循环链表)
- 如果有环，找到环的入口
- 判断两个单链表是否相交
1.判断单链表是否有环
如果一个链表存在循环， 则代表该链表有环，其中，可能是部分循环， 也可能是首尾相接的循环链表， 如下图
在后面形成环的单链表
首尾相接的循环单链表
解析
这里我们还需要用到快慢指针， 快慢指针同时从链表头出发， 快指针每次走2步，慢指针每次走1步，当快指针走到了末尾时， 代表该链表不是环形链表
反之，当快指针追上了慢指针，则代表该链表是环形链表
理解这个就好像我们在操场跑步一样， 跑道是环形的， 两个人赛跑，一个跑的快， 一个跑的慢，如果我们不让他停下来，跑的快的人总会'追'上跑的慢的人
比如第一张图片，我们可以推导出：
fast->2->4->6->3->5
slow->1->2->3->4->5
当慢指针走到5时， 快慢指针相遇，则这个链表是环形链表
下面我们就使用代码来实现验证是否为有环的单链表
代码实现，完整代码在最下面
** * 判断链表是否有环 * @param $head * @return bool */ public function isCycleLinkedList($head) { $fast = $head; $slow = $head; while ($fast !== null && $fast->next !== null) { $fast = $fast->next->next; $slow = $slow->next; if ($fast === $slow) { return true; } } return false; }
2. 如果有环， 找到环的入口
分析
由上题可知，按照快指针每次走2步，慢指针每次走1步的方式，发现快指针和慢指针重合，确定了单向链表有环路了。接下来，让快指针回到链表的头部，重新走，每次步长不是走2了，而是走1，那么当快指针和慢指针再次相遇的时候，就是环路的入口了。
代码实现
/** * 判断链表是否有环， 并找到环的入口 * @param $head * @return bool */ public function findLoopEntrance($head) { $fast = $head; $slow = $head; // 先判断是否有环 while ($fast != null && $fast->next !== null) { $fast = $fast->next->next; $slow = $slow->next; if ($fast === $slow) { break; } } if ($fast === null || $fast->next === null) { return false; } $fast = $head; while ($fast !== $slow) { $fast = $fast->next; $slow = $slow->next; } return $fast->data; }
3. 判断两个单链表是否相交
这里我们就不考虑链表有环的问题了(其实是我不想去研究了，下次有时间了再画图补上)
假设两个单链表都没有环，如果他们相交， 则他们的尾指针一定是相同的，我们只要比较两个链表的尾结点即可，如下图：
/** * 判断两个链表是否相交 * @param $l1 * @param $l2 * @return bool */ public function isIntersect($l1, $l2) { if ($l1 == null || $l2 == null) { return false; } while ($l1->next !== null) { $l1 = $l1->next; } while ($l2->next !== null) { $l2 = $l2->next; } return $l1 === $l2; }
假如链表有环，判断是否相交
。。。。
<?php /** * Created by PhpStorm. * Author: Xu shantong <shantongxu@qq.com> * Date: 19-8-10 * Time: 下午3:09 */ class Node { /** * @var mixed data */ public $data; /** * @var self $next */ public $next = null; public function __construct($data, $next = null) { $this->data = $data; $this->next = $next; } } class IsCycleSingleLinkedList { /** * 判断链表是否有环 * @param $head * @return bool */ public function isCycleLinkedList($head) { $fast = $head; $slow = $head; while ($fast !== null && $fast->next !== null) { $fast = $fast->next->next; $slow = $slow->next; if ($fast === $slow) { return true; } } return false; } /** * 判断链表是否有环， 并找到环的入口 * @param $head * @return bool */ public function findLoopEntrance($head) { $fast = $head; $slow = $head; // 先判断是否有环 while ($fast != null && $fast->next !== null) { $fast = $fast->next->next; $slow = $slow->next; if ($fast === $slow) { break; } } if ($fast === null || $fast->next === null) { return false; } $fast = $head; while ($fast !== $slow) { $fast = $fast->next; $slow = $slow->next; } return $fast->data; } /** * 判断两个链表是否相交 * @param $l1 * @param $l2 * @return bool */ public function isIntersect($l1, $l2) { if ($l1 == null || $l2 == null) { return false; } while ($l1->next !== null) { $l1 = $l1->next; } while ($l2->next !== null) { $l2 = $l2->next; } return $l1 === $l2; } //Todo 判断有环链表是否相交 } $node1 = new Node(1); $node2 = new Node(2); $node3 = new Node(3); $node4 = new Node(4); $node5 = new Node(5); $node6 = new Node(6); $node1->next = $node2; $node2->next = $node3; $node3->next = $node4; $node4->next = $node5; $node5->next = $node6; // 第6个节点指向了第三个节点， 形成了循环 $node6->next = $node3; $linkedList = new IsCycleSingleLinkedList(); // 判断链表是否有环 var_dump($linkedList->isCycleLinkedList($node1)); // true // 找出环的入口 var_dump($linkedList->findLoopEntrance($node1)); // 3 // 判断两个链表是否相交 $node6->next = null; // 重置node6的指针， 使链表没有环 var_dump($linkedList->isIntersect($node3, $node1)); // true var_dump($linkedList->isIntersect($node3, new Node(0))); // false var_dump($linkedList->isIntersect($node3, new Node('head', $node1))); // true
