快慢指针

快慢指针即我们有两个及以上的指针,我们可以通过控制其步长去实现某种行为。

下图中自定义的名词解释如下:

  • 目标节点:要找的节点,倒数第4个。
  • 目标对称点:和目标节点对称的节点,正数第4个。
  • 慢指针:最后要指向目标节点的指针。
  • 快指针:用于定位慢指针。

1. 找出链表中倒数第N个节点

初始状态图
假设 N=4,也就是找出链表中倒数第4个节点。
初始化状态如上图。
中间状态图
先让快指针指向目标对称点(也就是正数第N个节点),慢指针不动。

结果状态图
从中间状态图开始,快指针和慢指针同时向后移动,直到快指针指向最后一个节点(也就是快指针指向节点的next为null),这个时候慢指针指向的正好是倒数第4个节点。

2. 找出链表的中间节点

初始状态图
链表初始状态如上图。
链表中间状态
每次快指针向后移动两位,慢指针向后移动一位
结果状态图

当快指针指向最后一个节点时,慢指针指向的正好是快指针的一半(也就是中间节点)

3. 检测链表中是否存在循环

初始化状态

链表初始状态如上图。

中间状态

只要快指针进入循环中,就会一直绕圈,而慢指针迟早也会进入循环中,所以快慢指针一定会相遇,只要快指针和慢指针相遇就说明该链表中存在循环

当然,你也可以把链表中的数据存放到Map/Set中,当该节点已经存在,就说明有循环。时间复杂度为O(n),但是空间复杂度也是O(n)。使用双指针时,快指针可能会在循环中绕几圈(这取决于你的快指针的步长),但是空间复杂度为0

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