数据结构之链表——环相关问题及解决思路汇总

最新推荐文章于 2025-02-17 20:29:46 发布

AugustWind

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分类专栏：数据结构文章标签： java 数据结构链表

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本文聚焦链表中的环形结构问题，探讨如何建立链表并检测环的存在。通过快慢指针的方法，当快指针与慢指针相遇，可确认链表有环。同时，分析了计算环的长度的思路，并提及使用hashtable作为另一种解决方案。

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链表是一种常见的数据结构，无论是实际应用还是面试中，出现的频率都比较高，链表适宜存储关系不固定的数据，属于动态存储，区别于数组结构的静态存储。本篇小博主要围绕三个常见的链表问题进行分析。

一、建立一个自己的链表结构

class node {
<span style="white-space:pre">	</span>int data;
	node next;
	public node(int data) {
		this.data = data;
	}
}

二 、判断链表是否存在环

思路：设置两个指针，一快一慢（目前市场上貌似都是这种解法），如果快指针能和慢指针重合，则说明链表存在环。代码如下：

public static boolean IsLoop(node head) {
		node p = head;
		node q = head.next;
		while(p !=  q && q != null) {
			p = p.next;
			q = q.next.next;
		}
		if(p == q) {
			return true;
		}
		else {
			return false;
		}
	}

三 、环的长度

思路：计算快慢指针第一次相遇与第二次相遇之间的循环次数，即为环的长度。

public static int LoopLength(node head) { //单链表快慢指针第一次到第二次相遇之间的步长即是
		node p = head;//慢指针
		node q = head.next;//快指针
		int flag = 0;
		int res = 0;
		while(q != null) {
			if(p == q) { //首次相遇 flag变为1
				flag++;
			}
			if(flag == 1) {
				res ++;
			}
			if(flag == 2) { //第二次相遇 break
				break;
			}
			p = p.next;
			q = q.next.next;
		}
		return res;
	}

四 、寻找环的起点

思路：可以用hashtable

public static node LoopStart(node head) {
		Hashtable<node,Integer> table = new Hashtable<node,Integer>();
		while(head != null) {
			if(table.containsKey(head)) {
				break;
			}
			else {
				table.put(head, 1);
			}
			head = head.next;
		}
		return head;
	}

五、测试

public static void main(String[] args) {
		node n1 = new node(1);
		node n2 = new node(2);
		node n3 = new node(3);
		node n4 = new node(4);
		node n5 = new node(5);
		n1.next = n2;n2.next = n3;n3.next = n4;n4.next = n5;n5.next = n2;
		
		//1、检测有环没有
		System.out.println(IsLoop(n1));
		//2、查看环的长度
		System.out.println(LoopLength(n1));
		//3、环的起始点
		System.out.println(LoopStart(n1).data);
	}