链表面试题:判断链表带环以及带环链表的入口

题目来源于剑指offer:判断链表是否带环,带环返回入口节点,不带环返回NULL

  • 判断链表是否存在环,办法为:
    设置两个指针(cur, prev),初始值都指向头,prev每次前进一步,cur每次前进二步,如果链表存在环,则cur必定先进入环,而prev后进入环,两个指针必定相遇。(当然,cur先行头到尾部为NULL,则为无环链表)
  • 找到环的入口点,方法:
    当cur若与prev相遇时,prev肯定没有走遍历完链表,而cur已经在环内循环了n圈(1<=n)。假设prev走了s步,则 cur走了2s步(cur步数还等于s 加上在环上多转的n圈),设环长为r,则:

2s = s + nr s= nr

设整个链表长L,入口环与相遇点距离为x,起点到环入口点的距离为a。

a + x = nr

a + x = (n – 1)r +r = (n-1)r + L - a

a = (n-1)r + (L – a – x)

(L – a – x)为相遇点到环入口点的距离,由此可知,从链表头到环入口点等于(n-1)循环内环+相遇点到环入口点,于是我们从链表头、与相遇点分别设一个指针,每次各走一步,两个指针必定相遇,且相遇第一点为环入口点。

  • 完整代码:
/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        ListNode*cur=pHead;
        ListNode*prev=pHead;
        while(cur&&cur->next!=NULL)
        {
            cur=cur->next->next;
            prev=prev->next;
            if(cur==prev)
                break;
        }
        if(cur==NULL||cur->next==NULL)
        {
            return NULL;
        }
        cur=pHead;
        while(cur!=prev)
        {
            cur=cur->next;
            prev=prev->next;
        }
        return cur;

    }
};

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