判断一个单链表中是否存在环

最新推荐文章于 2023-11-27 21:06:08 发布

menghuanxiy

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分类专栏： c++ 文章标签：单链表环指针

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/menghuanxiy/article/details/47758415

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本文介绍了一种用于检测单链表中是否存在环的有效算法。通过使用快慢指针技术，该方法能够在有限时间内确定链表是否包含环，并提供了详细的实现步骤及测试案例。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

单链表中存在环，表明是单链表中最后一个结点的指针指向单链表中其他结点。

如图：

4结点指向表中1结点。

上图单链表中只存在一个结点，但是它的指针域指向自己。

算法思路：

可以初始化两个指针p1、p2分别指向链表的表头节点。p1指针每次更新：p1=p1->next->next;p2指针更新：p2=p2->next;

当链表中没有环的时候，p1指针达到链表末尾，p2指针还没有达到链表末尾，就是p2追不上p1指针。

当链表存在环的时候，p2指针走的快，p1指针走的慢，一定会出现p2指针超越p1指针，此时p2==p1。

链表定义：

struct ListNode
{
    int       m_nValue;
    ListNode* m_pNext;
};

创建链表结点与连接链表结点

ListNode* CreateListNode(int value)
{
    ListNode* pNode = new ListNode();
    pNode->m_nValue = value;
    pNode->m_pNext = NULL;

    return pNode;
}

void ConnectListNodes(ListNode* pCurrent, ListNode* pNext)
{
    if(pCurrent == NULL)
    {
        printf("Error to connect two nodes.\n");
        exit(1);
    }

    pCurrent->m_pNext = pNext;
}

检测链表中是否有环

int find_circle(ListNode * sll)
{
    ListNode * fast = sll;
    ListNode * slow = sll;
    if (NULL == fast)//当头指针为空时，认为链表中无环
    {
        return 0;
    }
	while (fast&& fast->m_pNext)
    {
		fast = fast->m_pNext->m_pNext;
		slow = slow->m_pNext;
        if (fast == slow)//当快指针追上慢指针
        {
            return 1;//有环
        }
    }
    return 0;//无环
}

测试用例

		

void test1()
{
	ListNode * node1=CreateListNode(1);
	ConnectListNodes(node1,node1);
	printf("test1:\n");
	if(find_circle(node1))
		printf("loop!\n");
	else
		printf("no loop!\n");
}
<img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20150818201925513?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast" alt="" />
void test2()
{
	ListNode * node1=CreateListNode(1);
	ListNode * node2=CreateListNode(1);
	ListNode * node3=CreateListNode(1);
	ListNode * node4=CreateListNode(1);
	ConnectListNodes(node1,node2);
	ConnectListNodes(node2,node3);
	ConnectListNodes(node3,node4);
	ConnectListNodes(node4,node2);
	printf("test2\n");
	if(find_circle(node1))
		printf("loop!\n");
	else
		printf("no loop!\n");
}
 <img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20150818203804164?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast" alt="" />

void test3()//无环
{
	ListNode * node1=CreateListNode(1);
	ListNode * node2=CreateListNode(1);
	ListNode * node3=CreateListNode(1);
	ListNode * node4=CreateListNode(1);
	ConnectListNodes(node1,node2);
	ConnectListNodes(node2,node3);
	ConnectListNodes(node3,node4);
	
	printf("test3\n");
	if(find_circle(node1))
		printf("loop!\n");
	else
		printf("no loop!\n");
}
void test4()//空指针
{
	printf("test4:\n");
	if(find_circle(NULL))
		printf("loop!\n");
	else
		printf("no loop!\n");
}
int main()
{
	test1();
	test2();
	test3();
	test4();
}

测试结果