1.如何判断是否有环?如果有两个头结点指针,一个走的快,一个走的慢,那么若干步以后,快的指针总会超过慢的指针一圈。

2.如何计算环的长度?第一次相遇(超一圈)时开始计数,第二次相遇时停止计数。

3.如何判断环的入口点:碰撞点p到连接点的距离=头指针到连接点的距离,因此,分别从碰撞点、头指针开始走,相遇的那个点就是连接点。

为什么呢?需要一个简单的计算过程:
(1)当fast与slow相遇时,show肯定没有走完链表,而fast已经在还里走了n(n>= 1)圈。假设slow走了s步,那么fast走了2s步。fast的步数还等于s走的加上环里转的n圈,所以有:
2s = s + nr。因此,s = nr。
(2)设整个链表长为L,入口据相遇点X,起点到入口的距离为a。因为slow指针并没有走完一圈,所以:
a + x = s,带入第一步的结果,有:a + x = nr = (n-1)r + r = (n-1)r + L - a;即:
a = (n-1)r + L -a -x;
这说明:从头结点到入口的距离,等于转了(n-1)圈以后,相遇点到入口的距离。因此,我们可以在链表头、相遇点各设一个指针,每次各走一步,两个指针必定相遇,且相遇第一点为环入口点。

也许大家有一个问题,就是为什么“当fast与slow相遇时,show肯定没有走完链表”。这个问题比较坑,我也没有找到很好的证明。不过大家自己画几个试试,会发现的确是这样。

4.如何判断两个链表(不带环)是否相交?将其中的一个链表首尾相连,然后判断另一个链表是否带环即可。这个比较简单,程序就省略了。


[cpp] 
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1. #include <stdio.h>
2.
3. typedef struct Node
4. {
5. int val;
6. Node *next;
7. }Node,*pNode;
8.
9.
10.
11. //判断是否有环
12. bool isLoop(pNode pHead)
13. {
14. pNode fast = pHead;
15. pNode slow = pHead;
16. //如果无环,则fast先走到终点
17. //当链表长度为奇数时,fast->Next为空
18. //当链表长度为偶数时,fast为空
19. while( fast != NULL && fast->next != NULL)
20. {
21.
22. fast = fast->next->next;
23. slow = slow->next;
24. //如果有环,则fast会超过slow一圈
25. if(fast == slow)
26. {
27. break;
28. }
29. }
30.
31. if(fast == NULL || fast->next == NULL )
32. return false;
33. else
34. return true;
35. }
36.
37. //计算环的长度
38. int loopLength(pNode pHead)
39. {
40. if(isLoop(pHead) == false)
41. return 0;
42. pNode fast = pHead;
43. pNode slow = pHead;
44. int length = 0;
45. bool begin = false;
46. bool agian = false;
47. while( fast != NULL && fast->next != NULL)
48. {
49. fast = fast->next->next;
50. slow = slow->next;
51. //超两圈后停止计数,挑出循环
52. if(fast == slow && agian == true)
53. break;
54. //超一圈后开始计数
55. if(fast == slow && agian == false)
56. {
57. true;
58. true;
59. }
60.
61. //计数
62. if(begin == true)
63. ++length;
64.
65. }
66. return length;
67. }
68.
69.
70. //求出环的入口点
71. Node* findLoopEntrance(pNode pHead)
72. {
73. pNode fast = pHead;
74. pNode slow = pHead;
75. while( fast != NULL && fast->next != NULL)
76. {
77.
78. fast = fast->next->next;
79. slow = slow->next;
80. //如果有环,则fast会超过slow一圈
81. if(fast == slow)
82. {
83. break;
84. }
85. }
86. if(fast == NULL || fast->next == NULL)
87. return NULL;
88. slow = pHead;
89. while(slow != fast)
90. {
91. slow = slow->next;
92. fast = fast->next;
93. }
94.
95. return slow;
96. }