经典OJ题:找环节点——代码解析

题目:

  • 给定一个链表的头节点  head ,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null
  • 如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪 next 指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。注意:pos 不作为参数进行传递,仅仅是为了标识链表的实际情况。
  • 不允许修改 链表。
  • 返回链表开始入环的第一个节点:就是进入环型后的第一个节点,如下图示例1中的 数据为2的节点

题目来源:142. 环形链表 II - 力扣(LeetCode) 

示例:

经典OJ题:找环节点——代码解析_第1张图片

经典OJ题:找环节点——代码解析_第2张图片

经典OJ题:找环节点——代码解析_第3张图片

思路:

根据找环的思路,我们可以划分为两种,寻找节点中的数据是否一样来进行判断是否是环形,以及寻找节点的地址是否一样来进行判断是否是环形。

对于第一种:寻找节点中的数据是否一样来判断是否是环形,无非是判断节点内部的数据是否一致,但是这种判断方法过于的愚蠢,因为节点的数据是可以重复的,而且节点内的数据是不重复的!我们又改如何进行判断操作,是否要将节点中的数据进行存储,然后每次移动指针进行判断时一一进行对比?

非常的繁琐和傻逼!但又会有部分人会先入为主到这种方法!(包括作者自己)

而第二种,寻找节点空间是否一致,我们可以设置两个指针分别进行移动和判断,当两个指针判断成功后我们就可以返回环形节点。

方法解析:

对于两个指针,我们可以参考之前的快慢指针方法。

单链表经典OJ题:找出链表的中间节点-CSDN博客

设置一个快指针 fast 快指针走两步,慢指针走一步,当快指针和慢指针指向的节点一样时,就为入环后的第一个节点?

经典OJ题:找环节点——代码解析_第4张图片

如下图所示,fast进入环形链表后并没有第一时间遇见slow,返回值也并不是我们需要的,且如果再以 fast走两步和slow走两步的规律走下去,二者能抵达到我们所需要的节点非常困难,所以我们要另辟蹊径进行改造。

经典OJ题:找环节点——代码解析_第5张图片 

首先,我们要知道,如果fast走两步slow走一步,不论如何,fast都会比slow快一圈,而slow会比fast慢几步,因此我们可以得出结论,fast总是能和slow走到相同的节点位置,也就是二者总会相等的。

  • 且,另一个点,当fast和slow相遇时,一定是再环内的,入上图所示,不仅如此,当slow入环后,再环形链表中,就变成了fast追逐slow,所以我们要将二者的前进步数减慢。
  • 同时,我们要把二者同时变成不同的位置拉开距离再次进行相互的追逐,直到二者相同时,便就是我们需要寻找的节点。

数学解释题目:

图源来自:江街i - 力扣(LeetCode) 

经典OJ题:找环节点——代码解析_第6张图片 

所以只要再二者相遇的时候,将slow指向头节点,并且将fast的速度改为一步,仍指向相遇节点,当二者按照顺序向前运动的时候,就会同时抵达相交点。 

代码演示:

经典OJ题:找环节点——代码解析_第7张图片

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