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。
分析
1.使用hashset保存节点
//1.使用hashset
public static ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
if (pHead == null) return null;
HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
while (pHead != null) {
if (set.contains(pHead.val)) {
return pHead;
} else {
set.add(pHead.val);
}
pHead = pHead.next;
}
return null;
}
class ListNode {
int val;
ListNode next;
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
假设x为环前面的路程(黑色路程),a为环入口到相遇点的路程(蓝色路程,假设顺时针走), c为环的长度(蓝色+橙色路程)
当快慢指针相遇的时候:
此时慢指针走的路程为Sslow = x + m * c + a
快指针走的路程为Sfast = x + n * c + a
2 Sslow = Sfast
2 * ( x + m*c + a ) = (x + n c + a)
从而可以推导出:
x = (n - 2 * m )c - a
= (n - 2 m -1 )c + c - a
即环前面的路程 = 数个环的长度(为可能为0) + c - a
什么是c - a?这是相遇点后,环后面部分的路程。(橙色路程)
所以,我们可以让一个指针从起点A开始走,让一个指针从相遇点B开始继续往后走,
2个指针速度一样,那么,当从原点的指针走到环入口点的时候(此时刚好走了x)
从相遇点开始走的那个指针也一定刚好到达环入口点。
所以2者会相遇,且恰好相遇在环的入口点。
最后,判断是否有环,且找环的算法复杂度为:
时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)
//2.
public static ListNode EntryNodeOfLoop2(ListNode pHead) {
if (pHead == null || pHead.next == null || pHead.next.next == null) return null;
ListNode slow = pHead.next;
ListNode fast = pHead.next.next;
while (slow != fast) {
if (fast == null || fast.next.next == null) return null;
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
}
//有环
fast = pHead;
while (fast != slow) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
class ListNode {
int val;
ListNode next;
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}