剑指offer 22. 链表中环的入口结点

简介: 剑指offer 22. 链表中环的入口结点

题目描述

给定一个链表,若其中包含环,则输出环的入口节点。

若其中不包含环,则输出null


数据范围

节点 val 值取值范围 [1,1000]。

链表长度 [0,500]。

样例

599cebb262e543e1813f1ed36b1d4ccf.png

给定如上所示的链表:
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
2
注意,这里的2表示编号是2的节点,节点编号从0开始。所以编号是2的节点就是val等于3的节点。
则输出环的入口节点3.


方法一:链表,快慢指针扫描 O(n)


这道题的思路很有趣,通过数学公式可以推出下面的结论(假设有环):


设置 slow 和 fast 指针从 head 开始往后遍历,直至 fast 和 slow 再次相遇才停止。

从 head 开始往后遍历,同时 slow 继续往后遍历,直至两个指针相遇为止就是环的入口地址。

我们就拿题目的样例来举例,看看具体是如何实现的:


第一步: 设置两个快慢指针 i 和 j 。


0499d4cfab814a36a145c76a58d47f54.png第二步: 慢指针每次只往后走一个结点,快指针每次往后走两个结点,直至两指针相遇才停止移动。


d3dc11710e5f434384b101521f9af8a1.png88248b3b354245a58fefd18c4842df58.png3086271a468e4802bccabc0d9f3f1b73.png

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第三步: 当两指针相遇后,再创建一个指针指向头结点,和指向当前相遇结点的指针一起往后移动,每次移动一个结点指针两结点相遇,再次相遇的结点就是该链表的入口结点。

b9c69729cdfe45dc9b137e1117aaa196.png73e5a5bc7bd14cd39986c930290caa6c.png



bd7675a83a814d568a3eb07ea0afb7d4.png


第四步: 返回入口结点,即结点 3

注意:如果该链表没有入口结点,则快指针会直接遍历到空结点去,导致循环中断,这时直接返回 NULL 即该链表没有入口结点。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* entryNodeOfLoop(ListNode* head) {
        ListNode* slow = head, * fast = head;
        while (fast != NULL) {
            if (fast->next == NULL)    return NULL;
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
            if (fast == slow) {
                ListNode* cur = head;
                while (cur != slow) {
                    slow = slow->next;
                    cur = cur->next;
                }
                return cur;
            }
        }
        return NULL;
    }
};


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