链表的使用(2)
目录
2.分割链表
3.判断链表是否成环
4.链表入环的第一个节点
1.链表的公共节点
这题用到的依旧是双指针
思路1:
首先遍历两个链表分别求出它们的长度,二者的差值就是较长的链表指针先走的步数,然后两个指针同时往后移动,当二者相等的时候的节点就是链表的公共节点
代码如下:
public class Solution { public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) { if(headA==null||headB==null) { return null; } int lenA=0; int lenB=0; ListNode curA=headA; ListNode curB=headB; while(curA!=null) { lenA++; curA=curA.next; } while(curB!=null) { lenB++; curB=curB.next; } int i=Math.abs(lenA-lenB); curA=headA; curB=headB; if(lenA>lenB) { while(i>0) { curA=curA.next; --i; } } else { while(i>0) { curB=curB.next; --i; } } while(curA!=curB && curA!=null && curB!=null) { curA=curA.next; curB=curB.next; } if(curA==null||curB==null) { return null; } return curB; }}
思路2:
这题的关键是两个链表的长度不一样,所以两个指针如果要在第一个公共节点相遇 的话就需要使两个指针在节点的长度是一样的,我们不妨让A链表加上链表B的长度,链表B加上链表A的长度,这样就确保了两个指针同时出发可以在公共节点前相遇
具体实现就是A链表的指针走完A的路程之后,将其放到链表B的头节点,B中的指针同理
代码如下:
public class Solution { public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) { if(headA==null || headB==null) { return null; } ListNode pa=headA; ListNode pb=headB; while(pa!=pb) { if(pa==null) { pa=headB; } else { pa=pa.next; } if(pb==null) { pb=headA; } else { pb=pb.next; } }//如果两个链表不相交,最后pa和pb都会是null return pa; }}
2.分割链表
思路:
我们先把链表换成数组来想想该怎么写
新建两个数组,一个存放小于x的值,另一个存放大于等于x的值,遍历原数组将值存进去,然后将两个新建的数组进行合并,链表也是同样的思路,注意链表为空的情况
代码如下:
class Solution { public ListNode partition(ListNode head, int x) { ListNode head1=new ListNode(1); //题目没有提供不带参数的构造方法,返回其指向的地址即可 ListNode h1=head1; ListNode head2=new ListNode(2); ListNode h2=head2; ListNode cur=head; while(cur!=null) { if(cur.val<x) { h1.next=cur; h1=h1.next; } else { h2.next=cur; h2=h2.next; } cur=cur.next; }if(head1.next==null) { //原链表的值都不小于x的情况 return head2.next; } h1.next=head2.next; h2.next=null;//最后一个节点的地址要置空 return head1.next; }}
3.判断链表是否成环
思路:
依旧是快慢指针
fast一次走两步,slow一次走一步,如果链表有环,那么两个指针就会都进入环内,因为fast比slow快,所以fast和slow会在环内的某个位置相遇
注:fast走两步是最稳妥的方法,实例中有给出如下的环
假设让fast走3步,slow走1步,二者是不会相遇的
代码如下:
public class Solution { public boolean hasCycle(ListNode head) { if(head==null||head.next==null) { return false; } ListNode fast=head; ListNode slow=head; while(fast!=null && fast.next!=null) { slow=slow.next; fast=fast.next.next; if(fast==slow) { return true; } } return false; }}
4.链表入环的第一个节点
思路:
依旧是快慢指针
先说一个结论:
链表如果成环,那么OQ和OP的长度是相等的(后面会进行推导)
依据这个结论,我们先让fast和slow在环中相遇,然后再将slow放在链表头节点处,之后二者都是每次走一步,最后相遇的地方就是入环的第一个节点
代码如下:
public class Solution { public ListNode detectCycle(ListNode head) { if(head==null||head.next==null) { return null; } ListNode fast=head; ListNode slow=head; while(fast!=null && fast.next!=null) { slow=slow.next; fast=fast.next.next; if(fast==slow) { slow=head; while(fast!=slow) { slow=slow.next; fast=fast.next; } return slow; } } return null; }}
推导:
为方便讲解,还是先做一些标记
S=L的情况就不必讨论了
- S>L
当slow到达O点的时候,此时fast走过了环的大半路程但还没有走完一圈,它们相遇的大致位置如下
此时slow所走的路程为L+N,fast为L+N+S,又因为fast的速度是slow的两倍
所以有L+N+S=2*(L+N)
化简之后就是L=S-N
S-N是环内从Q到O的距离,这个距离和L相等
- S<L
当slow到达O点的时候,fast可能在环内走过了不止一圈,我们假设fast走过了x圈,相遇的大致位置如图
slow的路程为L+S-N,fast为L+x*S+S-N
fast路程同样是slow的两倍:L+x*S+S-N=2*(L+S-N)
化简之后结果为L=(x-1)*S+N
前面的(x-1)*S可以省略,因为此时fast是在转圈,结果为L=N
链表的题目就到这,完