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判断一个链表是否有环

2016-01-22 17:57 387 查看
思路:如果开始有两个指针指向头结点,一个走的快,一个走的慢,如果有环的话,最终经过若干步,快的指针总会超过慢的指针一圈从而相遇。

  如何计算环的长度呢?可以第一次相遇时开始计数,第二次相遇时停止计数。

  如何判断环的入口点?碰撞点p到连接点的距离=头指针到连接点的距离,因此,分别从碰撞点、头指针开始走,相遇的那个点就是连接点。

  当fast与slow相遇时,show肯定没有走完链表,而fast已经在还里走了n(n>= 1)圈。假设slow走了s步,那么fast走了2s步。fast的步数还等于s走的加上环里转的n圈,所以

有:2s = s + nr。因此,s = nr。  

  设整个链表长为L,入口据相遇点X,起点到入口的距离为a。因为slow指针并没有走完一圈,所以:a + x = s,带入第一步的结果,有:a + x =

nr = (n-1)r + r = (n-1)r + L - a;即:a = (n-1)r + L -a -x;

  这说明:从头结点到入口的距离,等于转了(n-1)圈以后,相遇点到入口的距离。因此,我们可以在链表头、相遇点各设一个指针,每次各走一步,两个指针必定相遇,且相遇第一点为环入口点。

判断是否有环

bool hasCycle(ListNode *head) {
ListNode *fast(head), *slow(head);
while(fast && fast->next)
{
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
if(fast == slow)
return true;
}
return false;
}


计算环的长度

int loopLength(ListNode *head)
{
if(hasCycle(head) == false)
return 0;
ListNode *fast = head;
ListNode *slow = head;
int length = 0;
bool begin = false;
bool again = false;
while( fast != NULL && fast->next != NULL)
{
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
//超两圈后停止计数,挑出循环
if(fast == slow && again== true)
break;
//超一圈后开始计数
if(fast == slow && again == false)
{
begin = true;
again= true;
}

//计数
if(begin == true)
++length;

}
return length;
}


//求环的入口结点

ListNode* findLoopEntrance(ListNode *head)
{
ListNode *fast = head;
ListNode * slow = head;
while( fast != NULL && fast->next != NULL)
{

fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
//如果有环,则fast会超过slow一圈
if(fast == slow)
{
break;
}
}
if(fast == NULL || fast->next == NULL)
return NULL;
slow = head;
while(slow != fast)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next;
}

return slow;
}
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