Java之单链表问题解决案例讲解

单链表

单链表是一种链式存取的数据结构,用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。

链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。

问题

问题1：给定一个单链表，判断链表中是否有环

问题2：给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点，如果无环，则返回null

class Node{
    public int data;
    Node next;
    public Node(int data){
        this.data=data;
        this.next=null;
    }
}
public class linkedList {
    /*给定一个链表，判断链表中是否有环
    思路： 如果链表有环的话，定义两个节点fast,slow。让fast一次走两步，slow一次走一步；
    如果能相交，即fast=slow，说明有交点，且如果有环，节点的next也不会为空
     */
    public Node head;
    public boolean hasCycle(){
        Node fast=this.head;
        Node slow=this.head;
        while (fast!=null&&fast.next!=null){//如果把fast.next写下前面，一旦fast为空，则会空指针异常
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
            if(fast==slow){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    
    //给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点，如果无环，则返回null
    public Node detectCycle(){
        /*定义fast与slow,fast前进2格，slow前进一格，如果有交点的话，fast与slow第一次相遇时，fast的路程为slow的2倍，
        如设从头节点到入环节点的距离为X，令入环节点到fast,slow第一次相遇距离为Y，环的总长度为C的话;可得公式：2（X+Y）=X+Y+NC；
        得X=NC-Y，令N等于1，X=C-Y;此时让slow从头节点开始走，当于速度相同的fast相遇时，则为入环的节点。
        */
        Node fast=this.head;
        Node slow=this.head;
        while (fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
            if(fast==slow){//第一次相遇  
                break;
            }
        }
        if(fast==null&&fast.next==null){
            return null;
        }
        //此时让slow从头节点开始，与fast以相同速度前进，遇到则为入环的第一个节点
        slow=this.head;
        while (fast!=slow){
            fast=fast.next;
            slow=slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

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