5.鏈表常見操作


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老師講的很多題其實就是這些書和網站的題

單鏈表是否存在環(huán)米辐?環(huán)的入口是什么?

是否存在環(huán)

  1. 判斷是否存在環(huán):設置快慢指針fast和slow淮逊,fast步速為2咒循,slow為1,若最終fast==slow干发,那么就證明單鏈表中一定有環(huán)朱巨。如果沒有環(huán)的話,fast一定先到達尾節(jié)點

  2. 簡單證明:利用相對運動的概念枉长,以slow為參考點(靜止不動)冀续,那么fast的步速實際為1琼讽,當fast超過slow之后,fast以每步一個節(jié)點的速度追趕slow洪唐,如果鏈表有環(huán)的話钻蹬,fast一定會追趕到slow,即fast==slow凭需。

如何找到環(huán)的入口

第一次相遇
第一次相遇

字母代表的量:

  • a:鏈表頭結點到環(huán)入口的距離
  • r:環(huán)長
  • 藍色線:fast指針所走的距離2s
  • 黑色線:slow指針所走的距離s

假設鏈表總長度為L问欠,且fast與slow相遇時fast已經繞環(huán)走了n圈,則有如下關系:

2s = s + nr
將s移到左邊得:
s = n
r
轉換:
s = (n-1)r + r = (n-1)r + L-a
a+x = (n-1)r + L-a
得:
a = (n-1)
r + L-a-x

由圖可知功炮,(L-a-x)為相遇點到環(huán)入口點的距離溅潜。由上式可知:
從鏈表頭到環(huán)入口的距離 = (n-1)圈內環(huán)循環(huán) + 相遇點到環(huán)入口點的距離
將r視為周期的話,a與L-a-x在某種意義上是相等的(實際并不一定相等)薪伏。
那么由此我們便找到了突破點滚澜,為了找到環(huán)的入口點,在fast與slow相遇時嫁怀,將slow指針重新指向單鏈表的頭節(jié)點设捐,fast仍然留在相遇點,只不過步速降為與slow相同的1塘淑,每次循環(huán)只經過一個節(jié)點萝招,如此,當fast與slow再次相遇時存捺,那個新的相遇點便是我們苦苦尋找的入口點了槐沼。

如何知道環(huán)的長度

紀錄下相遇點,讓slow與fast從該點開始捌治,再次碰撞所走過的操作數就是環(huán)的長度r岗钩。

帶環(huán)的鏈表的長度是多少?

通過以上分析我們已經知道了如何求環(huán)入口肖油,環(huán)長兼吓,那么鏈表長度顯然就是兩者之和,即:
L = a + r

判斷兩個鏈表是否相交

分析問題之前我們要搞清楚鏈表相交的一些基本概念

  • 明確概念:兩個單向鏈表相交森枪,只能是y型相交视搏,不可能是x型相交。
  • 分析:有兩個鏈表县袱,La,Lb,設他們的交點設為p浑娜,假設在La中,p的前驅為pre_a式散,后繼為next_a,在Lb中棚愤,前驅為pre_b,后繼為next_b,則
    pre_a->next=p,pre_b->next=p,接下來看后繼,p->next=next_a,p->next=next_b;那么問題就出來了宛畦,一個單鏈表的next指針只有一個瘸洛,
    怎么跑出兩個來呢,所以必有next_a==next_b次和,于是我們得出兩個鏈表相交只能是Y型相交反肋。明確了這個概念,我們再來堆相交問題進行分析踏施。

情況一:兩個鏈表都無環(huán)

  1. 問題簡化石蔗。將鏈表B接到鏈表A的后面,如果A畅形、B有交點养距,則構成一個有環(huán)的單鏈表,而我們剛剛在上面已經討論了如何判斷一個
    單鏈表是否有環(huán)日熬。
  2. 若兩個鏈表相交則必為Y型棍厌,由此可知兩個鏈表從相交點到尾節(jié)點是相同的,我們并不知道他們的相交點位置竖席,但是我們可以遍歷得出A耘纱、B鏈表的
    尾節(jié)點,如此毕荐,比較他們的尾節(jié)點是否相等便可以求證A束析、B是否相交了。

情況二:鏈表有環(huán)

  1. 其中一個鏈表有環(huán)憎亚,另外一個鏈表無環(huán)员寇。則兩個鏈表不可能相交。(啥第美?你不知道為啥蝶锋?自己看看前面的“明確概念”反省吧)

  2. 那么有環(huán)相交的情況只有當兩個鏈表都有環(huán)時才會出現,如果兩個有環(huán)鏈表相交斋日,則他們擁有共通的環(huán)牲览,即環(huán)上任意一個節(jié)點都存在于
    兩個鏈表上墓陈。因此恶守,通過判斷A鏈表上的快慢指針相遇點是否也在B鏈表上便可以得出兩個鏈表是否相交了。

求相交鏈表的相交點

題目描述:如果兩個無環(huán)單向鏈表相交贡必,怎么求出他們相交的第一個節(jié)點呢兔港?

分析:采用對齊的思想。計算兩個鏈表的長度 L1 , L2仔拟,分別用兩個指針 p1 , p2 指向兩個鏈表的頭衫樊,然后將較長鏈表的 p1(假設為 p1)向后移動L2 - L1個節(jié)點,然后再同時向后移動p1 , p2,直到 p1 = p2科侈。相遇的點就是相交的第一個節(jié)點载佳。


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