判断单链表是否存在环 && 判断两链表是否相交

    xiaoxiao2021-03-25  108

    给定一个单链表,只给出头指针h:

    1、如何判断是否存在环?

    2、如何知道环的长度?

    3、如何找出环的连接点在哪里?

    4、带环链表的长度是多少?

     

    解法:

    1、对于问题1,使用追赶的方法,设定两个指针slow、fast,从头指针开始,每次分别前进1步、2步。如存在环,则两者相遇;如不存在环,fast遇到NULL退出。

    2、对于问题2,记录下问题1的碰撞点p,slow、fast从该点开始,再次碰撞所走过的操作数就是环的长度s。

    3、问题3:有定理:碰撞点p到连接点的距离=头指针到连接点的距离,因此,分别从碰撞点、头指针开始走,相遇的那个点就是连接点。

    该定理的证明可参考:http://fayaa.com/tiku/view/7/

    4、问题3中已经求出连接点距离头指针的长度,加上问题2中求出的环的长度,二者之和就是带环单链表的长度

     

     

    判断是否存在环的程序:

    [cpp]  view plain  copy bool IsExitsLoop(slist *head)   {       slist *slow = head, *fast = head;          while ( fast && fast->next )        {           slow = slow->next;           fast = fast->next->next;           if ( slow == fast ) break;       }          return !(fast == NULL || fast->next == NULL);   }  

    寻找环连接点(入口点)的程序:

    [cpp]  view plain  copy slist* FindLoopPort(slist *head)   {       slist *slow = head, *fast = head;          while ( fast && fast->next )        {           slow = slow->next;           fast = fast->next->next;           if ( slow == fast ) break;       }          if (fast == NULL || fast->next == NULL)           return NULL;          slow = head;       while (slow != fast)       {            slow = slow->next;            fast = fast->next;       }          return slow;   }  

    给定两单链表A、B,只给出两头指针。请问:

    1、如何判断两单链表(无环)是否相交?

    有两种可取的办法:

    (1)人为构环,将链表A的尾节点指向链表B,再判断是否构环成功?从链表B的头指针往下遍历,如果能够回到B,则说明相交

    (2)判断两链表最后一个节点是否相同,如果相交,则尾节点肯定是同一节点

     

    2、如何判断两单链表(不知是否有环)相交?

    先判断是否有环,判断是否有环可以使用追逐办法,设置两个指针,一个走一步,一个走两步,如果能相遇则说明存在环

    (1)两个都没环:回到问题1

    (2)一个有环,一个没环:不用判断了,肯定两链表不相交

    (3)两个都有环:判断链表A的碰撞点是否出现在链表B的环中,如果在,则相交。(相交时,环必定是两链表共有的)

     

    3、如何寻找两相交链表(不知是否有环)的第一个相交节点?

    同样,使用追逐办法先判断是否存在环,分情况讨论

    (1)无环:人为构环,将链表A的尾节点指向链表B,则构成一个带环的单链表。这个问题就转换成寻找带环单链表的环入口节点

        解法参考:http://blog.csdn.net/liuxialong/archive/2011/06/20/6555850.aspx

    (2)有环:计算出两链表的长度lA、lB,(环的长度和环到入口点长度之和就是链表长度)

    计算带环链表长度,可参考http://blog.csdn.net/liuxialong/archive/2011/06/20/6555850.aspx

    如果lA>lB,则链表A指针先走lA-lB,然后链表B指针开始走,两者相遇的点就是相交点

    如果lB>lA,则链表B指针先走lB-lA,然后链表A指针开始走,两者相遇的点就是相交点

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