问题:
1.单链表是否有环?
2.如果有环,环的入口在哪里?
3.环的大小是多少?
解答:
1.环形操场上有两个人跑步,起点相同,速度不同,那么在一段时间后,两人会相遇,此时跑得快的人比跑得慢的人多跑了一圈。
关于判断单链表是否有环的问题,也可以用类似的思想,用两个速度不同的指针来从表头开始跑,若两指针指向的地址相同,即两指针相遇,则说明这个链表有环。
2.在第一问的基础上
设表头到环入口的距离为x
表头到相遇点的距离为y
相遇点到环入口的距离为t
环的大小为r
慢指针的速度为1,快指针的速度为2
p1为慢指针,p2为快指针,速度差p2-p1=1
p2一定先进入环,即p1到入口时,p2已经在环内,p2与p1的距离差小于等于一圈,即在p1跑完一圈之前,p2可以追上p1
当第一次相遇时,若慢指针走了s
则有s=x+y,2*s=x+y+n*r
即 x+y=n*r
即 x=n*r-y
所以x=(n-1)*r+t (n>=1)
所以表头到入口的距离与[相遇点到入口的距离+(n-1)*r]相同
综上所述,可以将慢指针指向表头,从表头开始跑;快指针从相遇点开始跑,但是现在速度要和慢指针相同,当两个指针相遇时,相遇的位置即是环的入口。
3.在1,2问的基础上,我们可以引入一个指针,从入口开始跑(每次移动一个结点),并开始计数,当该指针回到入口时,结束计数,得到的结果即是环的大小。
typedef struct node{
int elem;
struct node * next;
}Node, *NodeList;
//寻找环的入口点
NodeList find(NodeList head)
{
NodeList slow=head,fast=head;
//得到相遇点
while(fast && fast->next)
{
slow=slow->next;
fast=fast->next->next;
if(slow==fast)
break;
}
if(fast==NULL||fast->next==NULL)
return NULL;
//slow指向开头,fast在相遇点
//得到入口点
slow=head;
while(slow!=fast){
slow=slow->next;
fast=fast->next;
}
return slow;
}