链表环与链表交点

1.约瑟夫环问题



示例代码:





2. 链表节点




<strong>
解法一:空间O(1) 空间O(M*N)


实现代码:



解法二:




解法三:




实现代码:





3. 判断链表有环



实现代码:



4 链表环的起始节点

<strong>思路:解决这道问题的关键就是知道:



举例子:如下图设头结点到链表环起始节点的距离为a,链表环节点数为b,
快指针fast每次走两步,慢指针每次走一步。


可以看到此时a=2,b=6


而且可以知道,每次慢指针走一步,和快指针的差距就加1,因为慢指针和快指针一开始都在头结点,所以:

  1. 当慢指针走了a部到达链表环节点时,此时和快指针的距离也为a。
  2. 此时快指针和慢指针相聚(b-a),所以快指针还需要走(b-a)次才能追上慢指针。
  3. 这也意味着,慢指针要从链表环节点开始走(b-a)步就和快指针相遇。
  4. 此时从链表环开始节点已经走了(b-a)步,所以再走b-(b-a)=a步就可以回到链表环节点。




    所以:



    解题思路:根据以上结论,先测定是否有环,找到快慢指针的相遇节点,然后定义另一个指针为头节点,从头结点和相遇节点开始向后遍历,不断判断是否相同,得到相同的节点就是链表环开始结点!

  1. 寻找重复元素




    暴力求解法:




哈希表法




数组环法
对于一个给定数组我们可以可以看成一个个节点,数组下标表示当前节点的值,而其对应的数组值可以看做节点的next,把该值当做数组下标可以找到下一个“节点值”


对于数组下标【0到n+1】的数组,如若往里边填入【0到n】个数,而且不重复。从大的数组下标开始可以得到一条不带环的链表。

可以看到此时有唯一一个没有对应元素值的数组下标5,里边若对应任何重复元素都将形成链表环。(加入现在填个1)

这个原理也很简单普通无环的链表,每个节点的next值都应该是唯一。但假如给尾节点(next指向为null的节点)指向前边的链表节点(相当于给5添加重复值1),那么链表必将为环。



此时可以知道,链表环起始节点就是,数组里边的重复元素。


这里有三个重点需要注意:
一、 够成这样子数组环的关键是加入index的下标最大值为n+1的话,那么对应的元素值最大值应该为n。

假如上图的下标7要是对应元素也是7的话,很明显就变成一个自循环,无法串联其他元素。


二、 链表头结点要从最大数组下标开始,也就是从右往左。因为如果从左往右的话可能无法遍历到所有元素。(假如从0开始)


<strong>这里分两方面来分析:

  1. 为什么从最大数组下标开始呢?
    首先我们知道一个链表的头结点时没有前驱节点的,前面我们也知道了对数组下标最大为n+1的数组来说,元素值最大应该为n,前面我们也说了,元素值可以理解为next节点。也就数说没有节点的next值能达到n+1,数组下标为n+1的节点没有所谓的前驱节点,所以必然是头结点。
    而除了下标为n+1的节点都有前驱节点所以从它们开始遍历的话链表将不完整。
  2. 即使有若干个字循环的节点,也不影响找到重复元素(会跳过那些非重复自循环的节点)。

理解了以上内容就把这题当做,寻找链表环节点就行啦,注意:题目给的元素值为1n,下标对应为0n,所以在遍历的时候记得减一。
实现代码


(看见这种提交结果最开心了~~)

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