剑指Offer（五十五）：链表中环的入口结点

2018年1月24日11:46:25 4 6,811 °C
摘要

一个链表中包含环，请找出该链表的环的入口结点。

剑指Offer（五十五）：链表中环的入口结点

一、前言

本系列文章为《剑指Offer》刷题笔记。

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二、题目

一个链表中包含环，请找出该链表的环的入口结点。

1、思路

可以用两个指针来解决这个问题。先定义两个指针P1和P2指向链表的头结点。如果链表中的环有n个结点，指针P1先在链表上向前移动n步，然后两个指针以相同的速度向前移动。当第二个指针指向的入口结点时，第一个指针已经围绕着揍了一圈又回到了入口结点。

以下图为例，指针P1和P2在初始化时都指向链表的头结点。由于环中有4个结点，指针P1先在链表上向前移动4步。接下来两个指针以相同的速度在链表上向前移动，直到它们相遇。它们相遇的结点正好是环的入口结点。

剑指Offer（五十五）：链表中环的入口结点

现在，关键问题在于怎么知道环中有几个结点呢？

可以使用快慢指针，一个每次走一步，一个每次走两步。如果两个指针相遇，表明链表中存在环，并且两个指针相遇的结点一定在环中。

随后，我们就从相遇的这个环中结点出发，一边继续向前移动一边计数，当再次回到这个结点时，就可以得到环中结点数目了。

2、代码

C++：

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/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        if(pHead == NULL){
            return NULL;
        }
        ListNode* meetingnode = MeetingNode(pHead);
        if(meetingnode == NULL){
            return NULL;
        }
        // 回环链表结点个数
        int nodesloop = 1;
        // 找到环中结点个数
        ListNode* pNode1 = meetingnode;
        while(pNode1->next != meetingnode){
            pNode1 = pNode1->next;
            nodesloop++;
        }
        pNode1 = pHead;
        // 第一个指针向前移动nodesloop步
        for(int i = 0; i < nodesloop; i++){
            pNode1 = pNode1->next;
        }
        // 两个指针同时移动，找到环入口
        ListNode* pNode2 = pHead;
        while(pNode1 != pNode2){
            pNode1 = pNode1->next;
            pNode2 = pNode2->next;
        }
        return pNode1;
    }
private:
    // 使用快慢指针，找到任意的一个环中结点
    ListNode* MeetingNode(ListNode* pHead){
        ListNode* pSlow = pHead->next;
        if(pSlow == NULL){
            return NULL;
        }
        ListNode* pFast = pSlow->next;
        while(pFast != NULL && pSlow != NULL){
            if(pFast == pSlow){
                return pFast;
            }
            pSlow = pSlow->next;
            pFast = pFast->next;
            if(pFast != NULL){
                pFast = pFast->next;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

Python：

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# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution:
    def EntryNodeOfLoop(self, pHead):
        # write code here
        if pHead == None:
            return None
        meetingnode = self.MeetingNode(pHead)
        if meetingnode == None:
            return None
        nodeslop = 1
        node1 = meetingnode
        while node1.next != meetingnode:
            node1 = node1.next
            nodeslop += 1
        node1 = pHead
        for _ in range(nodeslop):
            node1 = node1.next
        node2 = pHead
        while node1 != node2:
            node1 = node1.next
            node2 = node2.next
        return node1
        
    def MeetingNode(self, pHead):
        slow = pHead.next
        if slow == None:
            return None
        fast = slow.next
        while fast != None and slow != None:
            if slow == fast:
                return fast
            slow = slow.next
            fast = fast.next
            if fast != None:
                fast = fast.next
        return None

weinxin
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分享技术，乐享生活：微信公众号搜索「JackCui-AI」关注一个在互联网摸爬滚打的潜行者。
Jack Cui

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    • avatar MISS Yure 来自天朝的朋友 Safari浏览器 Mac OS X 10_12_6 上海市 上海理工大学 4
      回复 2018年4月5日 下午2:00  沙发

      666

      • avatar Daryl Liu 来自天朝的朋友 谷歌浏览器 Windows 10 陕西省宝鸡市 电信 0
        回复 2019年6月14日 下午6:02  板凳

        思路很清晰，学习了👍

          • avatar Jack Cui Admin 来自天朝的朋友 Safari浏览器 Mac OS X 10_14_4 北京市 百度网讯科技联通节点
            回复 2019年6月14日 下午6:16  1层

            @Daryl Liu 感谢支持啦～