快指针 慢指针

本文介绍了一种使用快慢指针技巧检测链表是否存在环的方法。通过实例解析,阐述了快慢指针在有环链表中最终必定相遇的原理,并提供了具体的实现代码。

今天刷力扣刷到了一道有趣的题,它涉及快慢指针,是我以前没有遇到过的,这次遇到就把它学会。
给定一个链表,判断链表中是否有环。

题目内容
为了表示给定链表中的环,我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。 如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。

示例 1:

输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:true
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。

在这里插入图片描述

示例 2:

输入:head = [1,2], pos = 0
输出:true
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。

在这里插入图片描述

示例 3:

输入:head = [1], pos = -1
输出:false
解释:链表中没有环。
在这里插入图片描述
思路:这道题用快慢指针可以很快的做出来。那到底什么是快慢指针呢?

快慢指针
先说结论:在有环的链表里,快慢指针同时从头指针出发,最终一定会相遇。
为啥他们最终会相遇呢:首先快指针速度一般为慢指针的两倍
即慢指针slow=head->next;快指针fast=head->next->next;
如果一个链表当中有环的话,他们最终会在环中循环,而他们的相对速度为1,变换参考系,可以看做slow不动,而fast的速度为1,在环中最终会相遇。

bool hasCycle(struct ListNode *head)
{
	if(head==NULL) return false;
	struct ListNode *slow=head;
	struct ListNode *fast=head;
	while(slow&&fast&&fast->next)//画个图,要让链表里的节点都不为NULL 
	{
		slow=slow->next;
		fast=fast->next->next;
		if(slow==fast) return true;//在环中最终会相遇
	}
	return false;//从循环能退出就说明不是环
}

在这里插入图片描述

<think>好的,我现在需要帮助用户了解指针的概念、用法以及双指针技巧的使用场景。首先,我应该回顾一下用户提供的引用内容,看看有哪些信息可以利用。 用户提供了五个引用,其中引用[1]到[5]都涉及双指针算法,尤其是指针和左右指针。比如引用[1]提到双指针分为指针、左右指针和滑动窗口,引用[2]和[4]详细说明了指针的实现方式,如指针每次移动两位,指针移动一位。引用[3]则解释了双指针的不同类型,包括左右指针指针。引用[5]讨论了检测链表环的方法,这也是指针的经典应用。 接下来,我需要组织这些信息,按照用户的要求分点回答,结构要清晰。首先解释指针的定义和核心思想,然后介绍具体应用场景,接着说明使用技巧,最后回答相关问题。同时,要确保所有数学表达式用$...$格式,独立公式用$$...$$,并且正确使用中文。 需要注意用户可能对双指针的其他类型(如左右指针)也有兴趣,但问题主要集中在指针上。所以回答应侧重指针,但可以简要提及双指针的其他分类作为补充。同时,要引用提供的资料,比如在链表环检测、中间节点查找等场景中引用对应的引用来源。 另外,用户要求生成相关问题,这些问题需要与指针相关,可能涉及应用场景、复杂度分析、与其他算法对比等。需要确保问题具有针对性,能帮助用户进一步学习。 最后,检查是否符合格式要求,比如代码块是否正确使用,引用标识是否自然添加,没有使用markdown,行内公式是否正确等。确保回答真实可靠,结构清晰,逐步解释问题。</think>### 指针算法详解 #### 一、概念与核心思想 **指针**是双指针算法的一种,通过两个指针以不同速度遍历数据结构(如链表、数组)来实现特定功能。其核心思想是通过速度差解决以下两类问题: 1. **判断循环或重复结构**:例如链表环检测(指针追上指针说明有环)[^5] 2. **定位特定位置**:例如寻找链表中点(指针到达终点时,指针正好在中点)[^4] 数学表达式描述速度关系: 设指针速度为$v_f$,指针速度为$v_s$,在链表环检测中通常取$v_f=2v_s$,此时相遇时间与环长满足线性关系$t = \frac{n}{v_f - v_s}$[^2] #### 二、典型应用场景 1. **链表环检测** 当指针进入环后,指针会以相对速度$1$单位/步追赶指针,最终相遇证明存在环[^5] ```python def has_cycle(head): slow = fast = head while fast and fast.next: slow = slow.next fast = fast.next.next if slow == fast: return True return False ``` 2. **寻找链表中点** 指针到达链表末尾时,指针刚好位于中点(奇数长度链表)或前半段终点(偶数长度链表)[^4] $$t_{end} = \frac{L}{v_f} \Rightarrow s_{slow} = v_s \cdot t_{end} = \frac{L}{2}$$ 3. **删除倒数第N个节点** 构建间距为$N$的两个指针,同步移动至指针到达末尾 4. **数组去重** 指针标记有效数据位置,指针扫描新元素(时间复杂度$O(n)$)[^1] #### 三、使用技巧与注意事项 1. **移动步长设计** - 常规场景:指针每次移动2步,指针移动1步[^2] - 特殊场景:如寻找环入口时需调整步长关系 2. **终止条件** ```python while fast and fast.next: # 防止空指针异常 ``` 3. **指针初始化** 通常从同一节点出发,但特殊场景(如删除节点)可能需要错位初始化 #### 四、双指针技巧扩展 除指针外,双指针还包括: - **左右指针**:从两端向中间扫描,用于有序数组求和、反转数组等[^3] - **滑动窗口**:维护动态区间,解决子串/子数组问题[^1]
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值