剑指offer--链表中环的入口

最新推荐文章于 2024-12-03 10:57:25 发布

abc_xian

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分类专栏： c++

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本文介绍两种高效算法，用于解决链表环入口节点查找问题。方法一利用快慢指针技巧，首先判断链表是否有环，再计算环内节点数量，最后找到环的入口节点。方法二使用vector容器存储节点地址，通过查找重复节点确定环的入口。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目描述

给一个链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，输出null。

方法一

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
/*
1.判断环的存在：
定义两个指针，慢指针指向第一个节点，一次走一步；快指针指向慢指针后面节点，一次走两步，
如果快指针追上了慢指针，则链表包含环，快指针走到链表末尾没有碰上慢指针，则不包含环。
2.求环中节点数：
快指针与慢指针相遇一定在环中，从这个节点出发，一边走一遍计数，再回到这个节点时，可以得到环中节点数。
3.找到环的入口：
定义两个指针p1和p2，指向链表的头结点，for循环中指针p1向前走n步，n是环中的节点数，
然后进入循环两个指针一起走，当两个指针相等时停止循环
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
         if(pHead==nullptr)return nullptr; //空链表返回
         //先计算环中结点的个数
         //快慢指针相遇结点一定在环中
         ListNode *pSlow=pHead,*pFast=pHead->next; //初始化两个指针
         while(pFast!=NULL&&pSlow!=NULL&&pFast!=pSlow) //两个指针不为空且不相等时向后走
         {
            pSlow=pSlow->next;
            pFast=pFast->next;
            if(pFast!=nullptr) //快指针下一个节点不为空向后走
                pFast=pFast->next;
         } //无环退出循环时，pFast为空；有环退出循环时，pFast与pSlow相等
         //开始统计环结点数
         int count=1; //计数变量
         ListNode *pTem=pFast->next; //临时变量，pFast从下一个开始计数
         if(pFast==pSlow&&pFast!=nullptr) //退出循环时有环的情况
         {
             while(pTem!=pFast) //相等时，走了一圈
             {
                 pTem=pTem->next;
                 ++count;
             }
         }
         else //退出循环时无环，返回
             return nullptr;
         //再设两指针，指向头结点
         ListNode *pNode1=pHead,*pNode2=pHead;
         for(int i=0;i<count;i++)    //for循环，第一个指针向前走n步
         {
                pNode1=pNode1->next;
         }
         while(pNode1!=pNode2)    //两个指针一起走，走到相等为止
         {
             pNode1=pNode1->next;
             pNode2=pNode2->next;
         }
         return pNode1;
          
    }
};

方法二

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
/*
1.初始化vector容器，先把链表头添加到容器，
当链表不空时进入循环，指针向后走，查找指针所指元素是否在容器中，
不在容器中，把元素加入容器，继续循环；
在容器中，指针所指元素即为环的入口节点。
循环结束时，没发现重复元素，没有环。
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        if(pHead == nullptr) return nullptr; //链表为空返回
        vector<ListNode*> vec_list; //初始化容器
        ListNode* pNode = pHead; //变量保存链表头
        vec_list.push_back(pNode); //链表头加入容器
         
        while(pNode != nullptr) //链表后面不为空，进入循环
        {
            pNode = pNode->next; //指针向后走
            if(find(vec_list.begin(), vec_list.end(), pNode) != vec_list.end()) //判断指针所指元素是否在容器中
            {
                return pNode; //指针所指元素在容器中，返回指针所指元素
            }
            vec_list.push_back(pNode); //指针所指元素不在容器中，加入容器
        }
        return nullptr; //循环结束，没发现重复元素，没有环
    }
};