链表是否带环、环入口、环长度、链表相交问题分析与总结
關于鏈表的知識總結,參考原博客:http://www.cnblogs.com/hellogiser/p/linked-list-loop-and-intersections.html
一、鏈表是否帶環:
判斷鏈表是否帶環,設置兩個指針(fast, slow),初始值都指向頭,slow每次前進一步,fast每次前進二步,如果鏈表存在環,則fast必定先進入環,而slow后進入環,兩個指針必定相遇,設碰撞點為p。(當然,fast如果為NULL,則為無環鏈表)程序如下:
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bool IsExitsLoop(slist *head) {slist *slow = head, *fast = head;while ( fast && fast->next ){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if ( slow == fast ) break;}if (fast == NULL || fast->next == NULL)return false;return true; }?
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二、環入口:
定理:slow和fast相遇點為p,讓slow從head開始,fast從p開始,每次往后各走一步,直到slow和fast再次相遇,則相遇點即為環的入口。
證明:
當fast若與slow相遇時,slow肯定沒有走遍歷完鏈表,而fast已經在環內循環了n圈(n>=1)。假設slow走了s步,則fast走了2s步(fast步數還等于s 加上在環上多轉的n圈),設環長為r,則:2s = s + nr 即:s= nr
設整個鏈表長L,環入口與相遇點距離為x,起點到環入口點的距離為a。則s=a+x, L=a+r。那么a + x = nr = (n – 1)r +r = (n-1)r + L - a,則有a = (n-1)r + (L – a – x)。(L–a–x)為相遇點到環入口點的距離,由此可知,從鏈表頭到環入口點等于(n-1)循環內環+相遇點到環入口點,于是我們從鏈表頭、相遇點分別設一個指針,每次各走一步,兩個指針必定相遇,且相遇第一點為環入口點。
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slist *FindLoopPort(slist *head) {slist *slow = head, *fast = head;while ( fast && fast->next ){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if ( slow == fast ) 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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三、環的長度:記錄下碰撞點meet,slow、fast從該點開始,再次碰撞所走過的操作數就是環的長度r。
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unsigned int GetLoopLength(slist *head) {slist *slow = head, *fast = head;while ( fast && fast->next ){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if ( slow == fast ) break;}if (fast == NULL || fast->next == NULL)return 0;slist *meet = slow;slow = meet->next;fast = meet->next->next;unsigned int len = 1;while (slow != fast){len ++;slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return len; }?
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四、帶環鏈表的長度
L=a+r。
五、兩單鏈表是否相交
判斷兩個單鏈表是否相交,如果相交,給出相交的第一個點(兩個鏈表都不存在環)。
比較好的方法有兩個:
1、將其中一個鏈表L2首尾相連,檢測另外一個鏈表L1是否存在環,如果存在,則兩個鏈表相交,而檢測出來的依賴環入口即為相交的第一個點。
2、如果兩個鏈表相交,那個兩個鏈表從相交點到鏈表結束都是相同的節點,我們可以先遍歷一個鏈表,直到尾部,再遍歷另外一個鏈表,如果也可以走到同樣的結尾點,則兩個鏈表相交。這時我們記下兩個鏈表length,再遍歷一次,長鏈表節點先出發前進(lengthMax-lengthMin)步,之后兩個鏈表同時前進,每次一步,相遇的第一點即為兩個鏈表相交的第一個點
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轉載于:https://www.cnblogs.com/weiyi-mgh/p/6574978.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的链表是否带环、环入口、环长度、链表相交问题分析与总结的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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