编程题:链表中环的入口结点

题目描述

一个链表中包含环,请找出该链表的环的入口结点。


思路:

     假设x为环前面的路程,a为环入口到相遇点的路程, c为环的长度
      当快(走2步)慢(走一步)指针相遇的时候: 此时慢指针走的路程为Sslow = x + m * c + a
      快指针走的路程为Sfast = x + n * c + a
      2 Sslow = Sfast
      2 * ( x + m*c + a ) = (x + n *c + a)
      从而可以推导出: x = (n - 2 * m )*c - a = (n - 2 *m -1 )*c + c - a
      即环前面的路程 = 数个环的长度(为可能为0) + c - a
      什么是c - a?这是相遇点后,环后面部分的路程。
      所以,我们可以让一个指针从起点A开始走,让一个指针从相遇点B开始继续往后走, 2个指针速度一样,
      那么,当从原点的指针走到环入口点的时候(此时刚好走了x) 从相遇点开始走的那个指针也一定刚好到达环入口点。
      所以两者会相遇,且恰好相遇在环的入口点。
      时间复杂度:O(n)
      空间复杂度:O(1)

代码:

package com.example.shirodemo;

import java.util.*;

/**
 * Created by ASUS on 2018/7/4
 *
 * @Authod Grey Wolf
 */
public class Practice {


    public static void main(String[] args) {
        Practice practice = new Practice();

    }

    private ListNode entry(ListNode pHead) {
        if (pHead == null || pHead.next == null || pHead.next.next == null) {
            return null;
        }
        //走2步
        ListNode fast = pHead.next.next;
        //走1步
        ListNode slow = pHead.next;
        //先判断有没有环
        while (fast != slow) {
            if (fast.next != null && fast.next.next != null) {
                fast = fast.next.next;
                slow = slow.next;
            } else {
                //没有环;
                return null;
            }
        }
        //把fast指向头节点
        fast = pHead;
        //有环
        while (fast != slow) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return fast;
    }

    /**
     * 利用HashSet元素不能重复
     *
     * @param pHead
     * @return
     */
    private ListNode entryLoop(ListNode pHead) {
        HashSet<ListNode> hashSet = new HashSet<>();
        while (pHead != null) {
            if (!hashSet.add(pHead)) {
                return pHead;
            }
            pHead = pHead.next;
        }
        return null;
    }
}

class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}


我的座右铭:不会,我可以学;落后,我可以追赶;跌倒,我可以站起来;我一定行。

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