博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
单链表环问题
阅读量:3588 次
发布时间:2019-05-20

本文共 2797 字,大约阅读时间需要 9 分钟。

给定一个单链表,只给出头指针h:

1、如何判断是否存在环?

2、如何知道环的长度?

3、如何找出环的连接点在哪里?

4、带环链表的长度是多少?

5、如果存在环,求出环上距离任意一个节点最远的点(对面节点);

6、(扩展)如何判断两个无环链表是否相交;

7、(扩展)如果相交,求出第一个相交的节点;

解法:

1、对于问题1,使用追赶的方法,设定两个指针slow、fast,从头指针开始,每次分别前进1步、2步。如存在环,则两者相遇;如不存在环,fast遇到NULL退出。

2、如果存在环,求环上节点的个数:

对于这个问题,我这里有两个思路(肯定还有其它跟好的办法):

思路1:记录下相遇节点存入临时变量tempPtr,然后让slow(或者fast,都一样)继续向前走slow = slow -> next;一直到slow == tempPtr; 此时经过的步数就是环上节点的个数;

思路2: 从碰撞点p开始slow和fast继续按照原来的方式向前走slow = slow -> next; fast = fast -> next -> next;直到二者再次项目,此时经过的步数就是环上节点的个数 。

3、问题3:有定理:碰撞点p到连接点的距离=头指针到连接点的距离,因此,分别从碰撞点、头指针开始走,相遇的那个点就是连接点。

该定理的证明可参考:

4、问题3中已经求出连接点距离头指针的长度,加上问题2中求出的环的长度,二者之和就是带环单链表的长度(链表长度L = 起点到入口点的距离 + 环的长度r

 

5、求出环上距离任意一个节点最远的点(对面节点)

如下图所示,点1和4、点2和5、点3和6分别互为”对面节点“ ,也就是换上最远的点,我们的要求是怎么求出换上任意一个点的最远点。

对于换上任意的一个点ptr0, 我们要找到它的”对面点“,可以这样思考:同样使用上面的快慢指针的方法,让slow和fast都指向ptr0,每一步都执行与上面相同的操作(slow每次跳一步,fast每次跳两步),

当fast = ptr0或者fast = prt0->next的时候slow所指向的节点就是ptr0的”对面节点“。

为什么是这样呢?我们可以这样分析:

如上图,我们想像一下,把环从ptro处展开,展开后可以是无限长的(如上在6后重复前面的内容)如上图。

现在问题就简单了,由于slow移动的距离永远是fast的一般,因此当fast遍历玩整个环长度r个节点的时候slow正好遍历了r/2个节点,

也就是说,此时正好指向距离ptr0最远的点。

对于问题6(扩展)如何判断两个无环链表是否相交,和7(扩展)如果相交,求出第一个相交的节点,其实就是做一个问题的转化:

假设有连个链表listA和listB,如果两个链表都无环,并且有交点,那么我们可以让其中一个链表(不妨设是listA)的为节点连接到其头部,这样在listB中就一定会出现一个环。

因此我们将问题6和7分别转化成了问题1和2.

看看下图就会明白了:

针对问题6还可以思路:

1、判断两链表最后一个节点是否相同,如果相交,则尾节点肯定是同一节点。

时间复杂度O((length(A)+ length(B))、空间复杂度 = O(1)(存储最后结点的地址)

2、人为构环,如上图。将链表A的尾节点指向链表B,如果B链表有环,则两个链表相交,此时从链表B的头指针往下遍历,如果能够回到B,则说明相交

时间复杂度O((length(A)+ length(B)),没有额外的空间消耗

针对问题7(无环相交):

1、先取得两个链表A和B的长度len(A)和len(B)

2、沿着A和B链表中较长的链表遍历,使用指针追赶的方法。

设定两个指针fast(长链表)、slow(短链表上)。fast在较长链表先出发前进(lengthMax-lengthMin)步(即是二者的长度之差)使fast和slow指针到相交点的距离相等,之后两个链表同时前进,每次一步,相遇的第一点即为两个链表相交的第一个点。

判断是否存在环的程序:

bool IsExitsLoop(slist *head)  {      slist *slow = head, *fast = head;        while ( fast && fast->next )       {          slow = slow->next;          fast = fast->next->next;          if ( slow == fast ) break;      }        return !(fast == NULL || fast->next == NULL);  }
 

寻找环连接点(入口点)的程序:

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;  }

你可能感兴趣的文章
deeping操作系统修改已挂载卷名称
查看>>
设计模式之神奇的单例模式
查看>>
linux系统设置oracle开机自启
查看>>
数据库的五种索引类型
查看>>
设计模式之原型模式
查看>>
设计模式之建造者模式
查看>>
设计模式之代理模式
查看>>
设计模式之门面模式
查看>>
设计模式之装饰器模式
查看>>
设计模式之享元模式
查看>>
设计模式之组合模式
查看>>
设计模式之委派模式
查看>>
设计模式之模板方法模式
查看>>
设计模式之策略模式
查看>>
设计模式之责任链模式
查看>>
怎么成为一个合格的ERP系统管理员
查看>>
企业为什么要用ERP
查看>>
ERP计划层次探讨
查看>>
ERP的五大核心思想
查看>>
ERP、PLM是什么意思?ERP、PLM有什么内在联系
查看>>