常见算法 - 链表相关:找到链表中的环入口并返回

找到一个链表中的环入口并且返回,不存在返回空。(剑指offer)

思路:两个指针,快指针走两步,慢指针走一步,如果快指针可以追上慢指针,说明存在环,此时,让其中一个指针从头节点开始,两个指针同一步伐走,再相遇时就是环入口了。数学依据:

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

当快慢指针相遇的时候:

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。

public class FindNodeOfLoop {

    public static ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if(pHead == null){
            return null;
        }
        ListNode p1 = pHead;
        ListNode p2 = pHead;
        int n = 1;
        while(p1.next != null&&p2.next.next!=null){
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next.next;
            if(p1 == p2)
                break;
        }
        if(p1.next == null || p2.next.next == null){
            return null;
        }
        p1 = p1.next;
        while(!p1.equals(p2)){
            n++;
            p1 = p1.next;
        }
        p1 = pHead;
        p2 = pHead;
        for(int i = n; i >0 ; i--){
            p1 = p1.next;
        }
        while(p1 != p2){
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }
        return p1;
    }
}

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