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leetcode链表之环形链表

leetcode链表之环形链表

作者: 小奚有话说 | 来源:发表于2022-03-27 12:24 被阅读0次

    141、环形链表

    题目:

    给你一个链表的头节点 head ,判断链表中是否有环。

    如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪 next 指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。注意:pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。

    如果链表中存在环 ,则返回 true 。 否则,返回 false 。

    示例1:

    输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
    输出:true
    解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。
    

    示例2:

    输入:head = [1,2], pos = 0
    输出:true
    解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。
    

    示例3:

    输入:head = [1], pos = -1
    输出:false
    解释:链表中没有环。
    

    思路:
    解法1

    很容易就会想到将遍历到的结点都存储起来,这样如果有环的话,那么环里的结点会遍历多次

    代码:

    class Solution:
        def hasCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> bool:
            # 选择用集合存储,这样查找的效率比较高
            seen = set()
            cur = head
            while cur:
                # 如果发现结点在集合中,就说明有环的存在
                if cur in seen: return True
                seen.add(cur)
                cur = cur.next
            return False
    

    解法2:

    遍历链表,一般可以采用快慢指针来解决,如果没有环,那么快指针会走到链表的尾结点,如果有环,快慢指针会在环的某个点相遇。

    代码:

    class Solution:
        def hasCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> bool:
            if not head or not head.next: return False
            slow = fast = head
            while fast and fast.next:
                slow = slow.next
                fast = fast.next.next
                # 如果快慢结点相遇了,就说明存在环
                if slow == fast: return True
            return False
    

    142、环形链表2

    题目

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

    如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪 next 指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。注意:pos 不作为参数进行传递,仅仅是为了标识链表的实际情况。

    不允许修改 链表。

    示例1:

    输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
    输出:返回索引为 1 的链表节点
    解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。
    

    示例2:

    输入:head = [1,2], pos = 0
    输出:返回索引为 0 的链表节点
    解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。
    

    示例3:

    输入:head = [1], pos = -1
    输出:返回 null
    解释:链表中没有环。
    

    思路

    这道题和判断链表有无环很像,这里可以在判断的基础上进行修改。

    解法1:

    如果有环,那么第一个出现重复的结点,就是环的入口点了。

    class Solution:
        def hasCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> bool:
            # 选择用集合存储,这样查找的效率比较高
            seen = set()
            cur = head
            while cur:
                # 第一个出现重复的点,就是环的入口点
                if cur in seen: return cur
                seen.add(cur)
                cur = cur.next
            return None
    

    解法2:

    快慢指针可以找到是否有环,但是快慢指针相遇的位置不一定是环的入口,可以想到此时慢节点移动的距离是,环入口到头结点的距离+n倍环的距离

    那么如果此时再有一个结点,从头结点出发,那么该节点与慢节点相遇应该就是环的入口结点了。(详细推导可以见leetcode官方)

    代码:

    class Solution:
        def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
            if not head or not head.next: return None
            slow = fast = head
            while fast and fast.next:
                slow = slow.next
                fast = fast.next.next
                if slow == fast:
                    fast = head
                    while fast != slow:
                        fast = fast.next
                        slow = slow.next
                    return fast
            return None
    

    160、相交链表

    题目:

    给你两个单链表的头节点 headAheadB ,请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点,返回 null

    题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。


    思路:
    解法1

    采用hash的方式来存储已经遍历的结点,当遍历出现已经存储的结点,该结点就是相交的结点,否则不相交

    代码:

    class Solution:
        def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
            if not headA or not headB: return None
            seen = set()
            cur = headA
            while cur:
                seen.add(cur)
                cur = cur.next
            cur = headB
            while cur:
                if cur in seen: return cur
                cur = cur.next
            return None
    

    解法2:

    如果两个单链表相交,那么同时移动两个链表,要么在相交点相遇,要么一前一后到达终点,这个时候只需要将遍历的结点对调,那么再次遍历则在相交点出相交

    class Solution:
        def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
            if not headA or not headB: return None
            curA = headA
            curB = headB
            while curA != curB:
                # 如果A链表遍历到终点,切换到链表B上遍历
                curA = curA.next if curA else headB
                # 如果B链表遍历到终点,切换到链表A上遍历
                curB = curB.next if curB else headA
            return curA
    

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