我正在参加「兔了个兔」创意投稿大赛，详情请看：「兔了个兔」创意投稿大赛
前言
森林里一年一度的赛跑大赛又开始了，乌龟和兔子又被分到了一组，这次乌龟还能跑过兔子吗？
比赛规则：
- 乌龟每次移动1个单元格，兔子每次移动2个单元格。
- 随机出现一条赛道，赛道可能为直线，也可能为含有环线。
- 如果乌龟和兔子跑进环形区域，则一直在环形区域内前进，直到相遇。
- 乌龟和兔子都很正经，只往前走，不会后退，也不会相互放水。
根据以上规则，写出程序，判断乌龟是否可以追上兔子(能否相遇)。
思路解析
从比赛规则中可以看出，如果赛道是直线的话，乌龟和兔子是不能相遇的（起点除外）。
所以，乌龟和兔子能否和兔子相遇的关键点在于赛道是否含有环状区域。
这里我们用到“快慢指针”的概念。
快慢指针
快慢指针中的快慢指的是移动的步长，即每次向前移动速度的快慢。例如可以让快指针每次沿链表向前移动2，慢指针每次向前移动1次。
直线赛道
如果是直线赛道，因为兔子比乌龟走的快，只需要判断兔子是否能跑完整个赛道就可以了。
例如，直线赛道由以下节点组成，定义两个指针，兔子为快指针，乌龟为慢指针，如果快指针的下一个节点为Null，说明是直线型赛道，这种情况乌龟是追不上兔子的。
环形赛道
如果是环形赛道，例如下图，其中10的下一个节点为5，在这里形成了一个环，一旦进入这个环中是没办法出去的，所以，如果乌龟和兔子在这种赛道上比赛的话，是会出现相遇的情况的。
因为兔子跑的快（快指针），兔子会先进入环中，乌龟跑的慢后进入环中。此时，乌龟和兔子则一直在环中前进，
代码实现
经过上面的分析，现在来看一下代码的实现。
定义节点
首先定义一个节点类Node，该类有两个属性，一个属性是value用来存放节点的值，另一个属性为next用来存放下一个节点的内存地址。
方便起见，把属性都定义为了public类型。
public class Node {
// 链表节点的值
public int value;
// 链表节点的下一个指针
public Node next;
public Node(int value) {
this.value = value;
}
}
复制代码判断是否有环
判断是否存在环的方法。如果链表为空或小于两位就直接返回false了，长度大于两位才判断是否有环。
public static boolean hasCycle (Node node) {
if (node == null || node.next == null || node.next.next == null) {
return false;
}
// 快指针
Node quick = node;
// 慢指针
Node slow = node;
// 快指针走的快, 所以判断有没有下一个节点
while (quick != null && quick.next != null) {
quick = quick.next.next;
slow = slow.next;
// 如果快慢指针为同一个, 说明存在环形区域
if (slow == quick) {
return true;
}
}
return false;
}
复制代码生成直链表
使用for循环生成9个节点，定义一个temp变量荣节点链接起来。
public static void main(String[] args) {
Node node0 = new Node(0);
Node temp = node0;
for (int i = 1; i < 10; i++) {
Node node = new Node(i);
temp.next = node;
temp = node;
}
boolean cycle = hasCycle(node0);
System.out.println(cycle ? "乌龟和兔子能相遇" : "乌龟和兔子不能相遇");
}
复制代码Debug看下代码node0的值，可以看出最后一个节点的next为null。
因为是直链表，所以运行输出结果为“乌龟和兔子不能相遇”。
生成环形链表
先生成一个直链表，再结束时，让最后一个节点指向节点5，所以定义了一个临时变量来存储节点5的地址，这样就形成了一个环。
public static void main(String[] args) {
Node node0 = new Node(0);
Node temp = node0;
Node node5 = null;
for (int i = 1; i < 10; i++) {
Node node = new Node(i);
temp.next = node;
temp = node;
if (i == 5) {
node5 = node;
}
}
temp.next = node5;
boolean cycle = hasCycle(node0);
System.out.println(cycle ? "乌龟和兔子能相遇" : "乌龟和兔子不能相遇");
}
复制代码Debug看下代码node0的值，可以看出节点9的next为节点5，形成了一个环。
因为是环形链表，所以运行输出结果为“乌龟和兔子能相遇”。
完整代码已经放到码上掘金上。
总结
本文借助“龟兔赛跑”介绍了了快慢指针以及使用快慢指针来判断一个链表中是否含有环，如有错误，欢迎指出。
至于在“龟兔赛跑”中，乌龟和兔子是否能相遇，就看选的赛道啦。
2023年，祝您兔年快乐、前“兔”似锦、大展宏”兔“。