【数据结构】环形链表

给定一个链表,判断链表中是否有环。

  • 思路分析:

判断链表是否带环,实际上归属于快慢指针问题,快指针先进环,慢指针后进环,然后快指针和慢指针最终会在环里面相遇,如果不会相遇,则表示不是循环链表,也就是说到头了,即不带环。

  • 具体代码如下:
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
bool hasCycle(struct ListNode *head) {
    struct ListNode* slow=head;
    struct ListNode* fast=slow;
    while(fast&&fast->next)
    {
        slow=slow->next;
        fast=fast->next->next;
        if(slow==fast)
        {
            return true;
        }
    }
    return false;
}
  • 补充问题:

请证明,为什么是slow指针走一步,fast指针走两步,slow指针走一步,fast指针走三步行吗?四步呢?

有两种证明方法:

①反证法

假如slow指针走1步,fast指针走3步,也就是说他们两每走一次,距离缩小2,那么一直缩小:n-2,n-4,n-6,,......3,当缩小为1步时,如果再缩小一步,他们两就刚好会错开,而当环的程度刚好到达某个特殊点的时候,每次准备相遇是,就错开,一直这样,就会永远错开,举个例子来说明:

②直接证明:

假设fast指针和slow指针相差n步,fast指针走两步,slow指针走一步,意味着他们两每走一次,距离缩小1,那么一直缩小:n-1,n-2,n-3,,......2,1,最后一定会缩小到0步,也就是说最终肯定会相遇。

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