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面試題----單鏈錶帶環問題

關於單鏈錶帶環問題:1、怎樣判斷一個單鏈表是否帶環;        
2、如果帶環,環的長度怎麼計算;
3、如果帶環,怎麼求環的入口;
1、怎樣判斷一個單鏈表是否帶環:我們知道,單鏈表如果帶環,那麼從連結串列頭開始遍歷就會進入死迴圈。其實我們可以用上篇部落格中提到的兩個指標移動的思想來求解,在這裡可以讓兩個指標移動速度不同,首先令兩個指標fast和slow同時指向連結串列頭部,然後每次使fast走兩步(fast和slow不規定必須走幾步,只要fast比slow走的快就可以),使slow走一步,只要連結串列中有環,那麼fast和slow總會相遇。
2、如果帶環,環的長度怎麼計算:首先利用1我們可以得到fast和slow的第一次相遇,把它標記起來,給一個變數length,讓它初始為0,然後繼續讓fast和slow向後走,每走一次length加一,等到它們再次相遇的時候,得到的length就是環的長度。
3、如果帶環,怎麼求環的入口:同樣利用1得到fast和slow第一次相遇,然後分別在連結串列頭和相遇點各設一個指標,兩個指標每次都向後走一步,再次相遇的點(相遇的第一個點)就是環的入口點。
下面我用一張圖來模擬一下判斷是否帶環時指標移動的過程,後面兩個問題大家可以自己畫圖驗證一下,看能不能得到想要的結果。

下面附上程式碼:

bool IsLoop(Node* pHead)        //判斷一個連結串列是否帶環
{
	if(pHead == NULL)
		return false;
	
	Node* fast = pHead;
	Node* slow = pHead;

	while(fast != NULL && fast->_next != NULL)     //如果不帶環,則fast先走到NULL
	{
		fast = fast->_next->_next;
		slow = slow->_next;
		if(fast == slow)
			break;
	}
	if(fast != NULL && fast->_next != NULL)
		return true;
	else
		return false;
}

size_t LoopLength(Node* pHead)    //求連結串列中環的長度
{
	if(pHead == NULL)
		return 0;

	if( !(IsLoop(pHead)) )
		return 0;

	Node* fast = pHead;
	Node* slow = pHead;
	size_t length = 0;
	bool firstmeeting = false;

	while(1)
	{
		fast = fast->_next->_next;
		slow = slow->_next;

		if(fast == slow && firstmeeting == true)  //第二次相遇
			break;
		if(fast == slow && firstmeeting == false )   //第一次相遇
		{
			firstmeeting = true;
		}
		if(firstmeeting)
			length++;
	}
	return length;
	
}

Node* FindLoopEntrance(Node* pHead)    //求環的入口點
{
	if(pHead == NULL)
		return NULL;
	if( !(IsLoop(pHead)) )
		return NULL;

	Node* fast = pHead;
	Node* slow = pHead;

	while(1)
	{
		fast = fast->_next->_next;
		slow = slow->_next;

		if(fast == slow)
		{
			slow = pHead;
			break;
		}
	}
	while(1)
	{
		fast = fast->_next;
		slow = slow->_next;

		if(fast == slow)
			break;
	}
	return slow;
}