关于有环链表的求入环节点的思路

本文介绍了一种判断链表是否存在环并找到环入口节点的方法。通过双指针技术,一个指针每次走一步,另一个指针每次走两步。如果两者相遇,则链表存在环,将快指针移回起点继续同步前进,再次相遇的点即为环的入口。

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环形链表例图

如图所示,首先我们必须先确定这个链表是否包含一个环,我们可以使用两个指针,A指针步长为1, B指针步长为2。同时从头节点处出发,如果A指针与B指针重合了,那么我们可以说这个链表中包含环,如果B指针最后为null,那么该链表不包含环。

既然链表包含环,那怎么求这个环的入口节点?
其实,这个问题可以转化为数学问题来解释更直观一些。

假设我们有两个指针A,B。A指针速度为v1, B指针速度为v2,v2 = n v1,设链表中环长为L,A在t时间内的路程为S1,B在t时间内的路程为S2。我们知道B比A快,所以B会先进入环,并且B在A走完一个环之前就会与之相遇!!(这个地方要理解,假设A指针和B指针同时在A点入环,那么A指针走完一个环的时候,B指针走完了n 个环,并且会在A点相遇,如果B指针先入环,那么A在走完一个环的时候,肯定会被B追上!)我们设这个相遇点为Z。

好了,介绍了以上的必要的点。接下来就是这个求法的思路:
因为:S1 = v1 * t S2 = v2 * t S2 = nL + S1
若在Z点相遇,那么A指针走了OA+AB+BC+CZ = v1 * t = S1
B指针走了OA+n(AB+BC+CD+DA)+AB+BC+CZ = v2 * t = S2
AB+BC+CD+DA = L
所以:S2 = nL + S1 因为S2 = 2 * v1 * t = 2S1
所以:S1 = nL(这里只考虑第一次相遇)
所以S1 = L
写到这里,可以看出A指针走到Z点的时恰好走一个环长,在看图ABCD是一个环长L
而OABCZ也是一个环长,那不就是ZA = OA么?得出这个结论这个问题就有办法了。

我们可以这么做,当A指针与B指针相遇的时候,我们将B指针重新设置成步长为1的指针,并将它放回头节点O,
而A指针依然按照步长1接着走,那么我们说B指针肯定会在A点与A指针相遇,这个A点就是入环的这个节点!

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