环形链表的判断方法与原理证明

(题目来源:力扣)

一.判读一个链表是否是环形链表

题目: 

解答:

方法:快慢指针法 

内容:分别定义快慢指针(fast和slow),快指针一次走两步,慢指针一次走一步。

原理:若不成环,则快指针(或快指针的next)一定会走到空,据此,写出循环条件,当循环结束时,返回NULL

while(fast&&fast->next)

此时,问题来了,成环怎么办?不能再通过循环条件来判断(因为此时该循环是死循环了)

目光再回到快慢指针上,若成环,则快指针一定会有追上慢指针的时候,当它们相遇时,循环结束

证明:

当fast,slow都进入环时:
假设:fast,slow之间相距N(单位:节点)
fast一次走两步,slow一次走一步,则每走一次,二者之间的距离就减1
如此循环往复,距离一定会变为0,即一定相遇

 解题代码(并非完整代码)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
bool hasCycle(struct ListNode *head) 
{
    struct ListNode* fast = head;
    struct ListNode* slow = head;
    while(fast && fast->next)
    {
        fast = fast->next->next;
        slow = slow->next;
        if(fast == slow)
        {
            return true;
        }
    }
    return false; 
}

拓展:

fast走3步可以吗?n步呢?

当fast一次走3步时:
假设:fast,slow之间相距N(单位:节点)
fast一次走三步,slow一次走一步,则每走一次,二者之间的距离就减2,变为N-2

情况1:N为偶数,则距离一定会变为0,即相遇

情况2:N为奇数

距离会逐渐递减为-1(N-2,N-4,...3,2,-1)(这里的-1是指fast领先slow指针一步)

fast和slow错过

假设环的总长度为C,那么fast,slow间的距离就变为C-1,继续分类讨论

情况2.1:C-1为偶数,则一定会相遇

情况2.2:C-1为奇数,则二者之间的距离最终又会变为-1,一直错过无法相遇

 总结:当N为奇数,C为偶数时,二者一直错过,无法相遇

真的是这样吗?

C是偶数且N是奇数,这个条件能同时满足吗?

不妨推导一下: 

假设:slow 走过的路程为L,当slow进入环时,fast已经绕环走了x (x>=0) 圈,环的长度为C

(slow 走过的路程简记为slow,fast同理)

slow = L 

fast = L + x*C + C-N

3*slow = fast

则 3*L = L + x*C + C-N

化简得 N =(x+1)* C - 2*L

C是偶数,2*L也是偶数,N一定是偶数,不可能是奇数,所以此条件不可能同时成立,fast与slow一定会相遇

(fast走n步的情况就交给读者自行思考了)

二.找到环形链表开始进入环的第一个节点

题目: 

解答:

设进入环的第一个节点为 ptail

1.先判断是否是环形链表(同上)

2.找到开始进入环的第一个节点

方法:

先定义快慢指针:fast和slow,fast一次走两步,slow一次走一步

先让fast和slow相遇,定义meet指针指向相遇节点

定义一个新指针newhead 指向链表的头结点,然后让newhead和meet指针同时向前走,他们相遇的节点就是ptail

证明:

假设:slow 走过的路程为L + S(L是环外走过的路程,S是环内走过的路程),相遇时,fast已经绕环走了x圈(x>=1),环的长度为C

(slow 走过的路程简记为slow,fast同理)

(补充:slow和fast相遇时,S一定小于C,因为slow走完一圈之前,二者一定会相遇)

slow = L + S

fast = L + x*C + S

2*slow = fast

2*(L + S)=  L + x*C + S

L  = x*C - S = (x-1)* C + C - S

L 是newhead到ptail间的距离,(x-1)* C是环长度的整数倍,C - S是meet到ptai的距离

所以当newhead和meet一定相遇在ptail节点

证毕

解题代码(非完整代码)

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) 
{
    //先判断有无环,并找到相遇时的节点
    struct ListNode* fast = head;
    struct ListNode* slow = head;
    struct ListNode* meet = NULL;
    while(fast && fast->next)
    {
        fast = fast->next->next;
        slow = slow->next;
        //相遇
        if(fast == slow)
        {
            meet = fast;
            struct ListNode* newhead = head;
            while(newhead != meet)
            {
            newhead = newhead->next;
            meet = meet->next;
            }
            return meet;
        }
    }
    return NULL;
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/593197.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

物体检测:如何检测小物体?

原文地址:https://medium.com/voxel51/how-to-detect-small-objects-cfa569b4d5bd 2024 年 4 月 22 日 物体检测是计算机视觉的基本任务之一。在高层次上,它涉及预测图像中物体的位置和类别。最先进的(SOTA)深度学习模型&#x…

3031087 -“无数据”:物料不显示在 MRP 应用中

症状 使用其中一个 MRP 应用(监控物料覆盖范围、管理物料覆盖范围、监控外部需求等)时无法找到物料。 用户在搜索过滤器时会收到错误消息“无数据”。 “本 KBA 中的图像/数据来自 SAP 内部系统、示例数据或演示系统。任何与真实数据相似的都是完全巧…

Apache反代理Tomcat项目,分离应用服务器和WEB服务器

项目的原理是使用单独的机器做应用服务器,再用单独的机器做WEB服务器,从网络需要访问我们的应用的话,就会先经过我们的WEB服务器,再到达应用程序,这样子的好处是我们可以保护应用程序的机器位置,同时还可以…

R语言中,查看经安装的包,查看已经加载的包,查看特定包是否已经安装,安装包,更新包,卸载包

创建于:2024.5.4 R语言中,查看经安装的包,查看已经加载的包,查看特定包是否已经安装,安装包,更新包,卸载包 文章目录 1. 查看经安装的包2. 查看已经加载的包3. 查看特定包是否已经安装4. 安装包…

java发送请求-http和https

http和https区别 1、http是网络传输超文本协议,client---- http------ server 2、httpshttpssl证书,让网络传输更安全 ,client---- httpssl------ server 3、ssl证书是需要客户端认可的,注意官方证书和jdk生成的证书的用户来使…

实现批量自动文本标注(输出标签)代码复现

一:项目地址: IDEA-Research/Grounded-Segment-Anything: Grounded-SAM: Marrying Grounding-DINO with Segment Anything & Stable Diffusion & Recognize Anything - Automatically Detect , Segment and Generate Anything (github.com) 二…

3.SpringSecurity基本原理

SpringSecurity本质是一个过滤器链。十多个过滤器构成一个过滤器链。 这些过滤器在项目启动就会进行加载。每个过滤器执行放行操作才会执行下一个过滤器。 常见过滤器 FilterSecurityInterceptor 是一个方法级的权限过滤器,基本位于过滤器链的最底部。 Excepti…

内核workqueue框架

workqueue驱动的底半部实现方式之一就是工作队列,作为内核的标准模块,它的使用接口也非常简单,schedule_work或者指定派生到哪个cpu的schedule_work_on。 还有部分场景会使用自定义的workqueue,这种情况会直接调用queue_work和qu…

sql 中having和where区别

where 是用于筛选表中满足条件的行,不可以和聚类函数一起使用 having 是用于筛选满足条件的组 ,可与聚合函数一起使用 所以having语句中不能使用select中定义的名字

QT:QT与操作系统

文章目录 信号槽与事件 信号槽与事件 在之前的信号槽中,已经有了一个基本的认识,那么对于QT中事件的理解其实就非常的类似,当用户进行某种操作的时候,就会触发事件,去执行一些对应的方法 QT对于事件又进行了封装&…

Lucene从入门到精通

**************************************************************************************************************************************************************************** 1、概述 【1】入门:作用、有点与缺点 【2】应用:索引、搜索、fie…

【软件开发规范篇】JAVA后端开发编程规范

作者介绍:本人笔名姑苏老陈,从事JAVA开发工作十多年了,带过大学刚毕业的实习生,也带过技术团队。最近有个朋友的表弟,马上要大学毕业了,想从事JAVA开发工作,但不知道从何处入手。于是&#xff0…

Python数据分析案例43——Fama-French回归模型资产定价(三因子/五因子)

案例背景 最近看到要做三因子模型的同学还挺多的,就是所谓的Fama-French回归模型,也就是CAMP资本资产定价模型的升级版,然后后面还升级为了五因子模型。 看起来眼花缭乱,其实抛开金融资产定价的背景,从机器学习角度来…

04_jvm性能调优_并行收集器介绍

并行收集器(此处也称为吞吐量收集器)是类似于串行收集器的分代收集器。串行和并行收集器之间的主要区别在于并行收集器具有多个线程,用于加速垃圾回收过程。 通过命令行选项-XX:UseParallelGC 可启用并行收集器。默认情况下,使用…

消息队列与信号量(基本概念及操作接口介绍)

一、消息队列 基本概念 System V消息队列是Unix系统中一种进程间通信(IPC)机制,它允许进程互相发送和接收数据块(消息) 操作系统可以在内部申请一个消息队列,可以让不同的进程向消息队列中发送数据块&…

Linux Systemd基础教程

一、什么是systemd? systemd是Linux系统的一套基本构建模块。它提供了一个系统和服务管理器,作为PID 1运行并启动系统的其余部分。 systemd提供积极的并行化功能,使用套接字和D-Bus激活来启动服务,提供按需启动守护进程&#xf…

《自动机理论、语言和计算导论》阅读笔记:p352-P401

《自动机理论、语言和计算导论》学习第 12 天,p352-P401总结,总计 50 页。 一、技术总结 1.Turing Machine ™ 2.undecidability ​ a.Ld(the diagonalization language) 3.reduction p392, In general, if we have an algorithm to convert insta…

Git系列:config 配置

💝💝💝欢迎莅临我的博客,很高兴能够在这里和您见面!希望您在这里可以感受到一份轻松愉快的氛围,不仅可以获得有趣的内容和知识,也可以畅所欲言、分享您的想法和见解。 推荐:「stormsha的主页」…

面试中算法(最大公约数)

高效求出两个整数的最大公约数,要尽量优化算法的性能。 def getDiv(a,b):mamax(a,b)mimin(a,b)#判断能被整除if ma%mi0:return mi#递归return getDiv(ma%mi,mi)if __name__ __main__:# print(getDiv(10, 25))print(getDiv(1000, 50))没错,这确实是辗转…

C++笔试强训day14

目录 1.乒乓球框 2.组队竞赛 3.删除相邻数字的最⼤分数 1.乒乓球框 链接 哈希表直接秒了&#xff1a; #include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() {string s1, s2;while (cin >> s1 >> s2) { // 未知组数的输⼊int h…