题目描述
判断一个单链表是否有环,有环则返回入环节点,否则返回null
例如上面这个链表就有环,入环节点是5
判断链表有环
通常判断链表是否有环,会采用快慢指针的方法,其实道理很简单,就像两个人赛跑且一个人跑得快一个人跑得慢。如果赛道是直的,那么快人跑到终点时慢人还未到;如果赛道是环形,则快人和慢人总会相遇。
代码实现
function ListNode(x){ this.val = x; this.next = null; } function EntryNodeOfLoop(pHead){ if(pHead === null) return null; // 快慢指针从链表的头部开始 var fast = pHead; var slow = pHead; while(slow.next !==null && fast.next.next !== null) { // 快指针每次走两步;慢指针每次走一步 slow = slow.next; fast = fast.next.next; // 快慢指针相遇时,跳出while循环 if(slow === fast) break; } // 快指针已经到了链表尾部了还没和慢指针相遇,说明没有环 if(fast === null || fast.next === null) return null; // 后续会处理有环的情况... }
找到入环节点
常见的方法是:在确定链表有环之后,慢指针重新指向链表头,快指针留在相遇处;然后快慢指针再以每次移动1个节点的速度前进,最终他们在入环节点相遇。 为什么这么做就可以保证在入环节点相遇?证明一下:
如图,设整个链表长度为L,环长度为R,且距离具有方向性,例如CB是C点到B点的距离,BC是B点到C点的距离,CB!=BC。当证明有环时,fast和slow都顺时针到了B点,则此时:
slow走的距离:AC+CB fast走的距离:AC+k*R+CB(k=0,1,2...)
由于fast每次走2个节点,slow每次走1个节点,所以:
2(AC+CB) = AC+k*R+CB AC+CB = k*R AC+CB = (k-1)*R+R AC = (k-1)*R+R-CB AC = (k-1)*R+BC
从最终的表达式可以看出来,AC的距离等于绕环若干圈后再加上BC的距离,也就是说慢指针从A点出发以速度1前进、快指针从B点出发以速度1前进,则慢指针到C点时,快指针也必然到了。 代码实现:
function ListNode(x){ this.val = x; this.next = null; } function EntryNodeOfLoop(pHead){ if(pHead === null) return null; var fast = pHead; var slow = pHead; while(slow.next !==null && fast.next.next !== null) { slow = slow.next; fast = fast.next.next; if(slow === fast) break; } if(fast === null || fast.next === null) return null; // 有环,slow重新回到链表头 slow = pHead; // slow和fast重新相遇时,相遇节点就是入环节点 while(slow !== fast) { slow = slow.next; fast = fast.next; } return slow; }