返回中间节点；返回倒数k节点；判断是否为环形链表(返回入环第一个节点)

Posted 2021-09-08 小写丶H

今天我们使用典型的快慢指针解决这几个典型问题

快慢指针典型例题

• 一.返回中间节点
• • 问题
  • 思路
  • 代码
• 二.返回倒数k节点
• • 问题
  • 思路
  • 代码
• 三.判断是否有环形链表
• • 问题
  • 思路
  • 代码
  • 如果要返回其环的第一个节点
  • • 问题
    • 思路
    • 代码

一.返回中间节点

问题

给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。（如果有两个中间结点，则返回第二个中间节点）

思路

这里我们设置两个指针，slow和fast，一个走一步，一个走两步，等fast走完链表，那么slow就在中间节点。
这里比较简单也好想，我就不画图了。一些小细节，我也在代码里解释到了。

代码

public ListNode middleNode(ListNode head) {
        //定义快慢指针
        ListNode fast=head;
        ListNode slow=head;
        //快指针遍历完的的标志
        //这里fast！=null和fast.next！=null,这两个不能换位置哦,防止空指针异常。
        //当fast为null时，就不会判断fast.next了。
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            //走两步
            fast=fast.next.next;
            //走一步
            slow=slow.next;
        }
        return slow;
    }

二.返回倒数k节点

问题

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。
（问题简洁，我们也好考虑）

思路

首先依然是两个指针，slow和fast，求倒数第k个，那么我们就让fast先走（k-1)步；因为返回的是slow，为什么是k-1步，也很好理解，不太理解的可以这样想。如果是求倒数第一个节点，那么slow和fast便应该处于同一个节点上。画图遍历一遍就可以理解了。

代码

public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
        //为空直接结束
        if(head==null){
             return null;
         }
        //求得倒数k不合法那也不行，k大的不合法在下面处理
        if(k<=0){
            return null;    
        }
        //定义快慢指针
        ListNode fast=head;
        ListNode slow=head;
        //让fast先走k-1步
        while((k-1)!=0){
            //这里就是在处理如果k大于链表的长度，那么依然返回null
            if(fast.next!=null){
                fast=fast.next;
                k--;
            }else{
                return null;
            }
        }
        //让slow和fast同时一块走动，当fast到尾部时，结束循环
        while(fast.next!=null){
            fast=fast.next;
            slow=slow.next;
        }
        //返回slow
        return slow;
    }

三.判断是否有环形链表

问题

给定一个链表，判断链表中是否有环。
（如果链表中存在环，则返回 true 。 否则，返回 false 。）

环一定是存在尾部。

思路

定义一个快慢指针，slow和fast。slow走一步，fast走两步，当存在环的时候，slow和fast因为存在差距，所以在环中一定相遇。当slow==fast，那么就证明存在环；当fast.next ==null，那么证明没有环。

代码

public boolean hasCycle(ListNode head) {
        //定义快慢指针
        ListNode fast=head;
        ListNode slow=head;
        //fast走两步，slow走一步
        while(fast!=null && fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
            //相遇证明存在环
            if(fast==slow){
                break;
            }
        }
        //证明没有环
        if(fast==null || fast.next==null){
            return false;
        }
        return true;
    }

如果要返回其环的第一个节点

问题

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

思路

定义快慢指针，slow和fast，slow走一步，fast走两步，先找到slow和fast在环中的相遇位置；之后重置slow=head，然后继续走，但是这时，slow走一步，fast也走一步，当slow和fast相遇的时候，那么就是环入口的第一个节点。

代码

 public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        //定义快慢指针
        ListNode fast=head;
        ListNode slow=head;
        //fast走两步，slow走一步
        while(fast!=null && fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
            //相遇存在环
            if(fast==slow){
                break;
            }
        }
        //确保存在环
        if( fast == null || fast.next==null){
            return null;
        }
        //让slow退回到head
        slow=head;
        //这时让slow和fast同时走一步，这个需要理解上面我画的图。
        while(slow!=fast){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next;
        }
        return slow;
    }