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判断单链表是否有环相关问题(转载加总结)

 给定一个单链表,只给出头指针h:

1、如何判断是否存在环?

2、如何知道环的长度?

3、如何找出环的连接点在哪里?

4、带环链表的长度是多少?

解法:

1、对于问题1,使用追赶的方法,设定两个指针slow、fast,从头指针开始,每次分别前进1步、2步。如存在环,则两者相遇;如不存在环,fast遇到NULL退出。

2、对于问题2,记录下问题1的碰撞点p,slow、fast从该点开始,再次碰撞所走过的操作数就是环的长度s。

3、问题3:有定理: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。

   设环的周长为r,环外的长度为l,分l<=r,和l>r考虑,容易得出结论。

4、问题3中已经求出连接点距离头指针的长度,加上问题2中求出的环的长度,二者之和就是带环单链表的长度。

 代码是直接copy:

void Isloop(Llink head){ if(!head||!head->next)  return; Llink p,q; bool loop=false; p=q=head->next; while(q&&q->next)//判断是否有环 {  p=p->next;  q=q->next->next;  if(p==q)  {   loop=true;   break;  } } if(!loop)  cout<<"This link has not loop\n"; else {  cout<<"This link has a loop\n";  Llink r=p;  q=head->next;  int nonloop=1,loopcount=1;  //nonloop计算非环结点数,loopcount计算环上结点数  do//计算环上的结点数  {   p=p->next;   ++loopcount;  }while(p!=r);  --loopcount;  while(p!=q)//得到环的入口结点,同时计算得到非环的结点数  {   p=p->next;   q=q->next;   ++nonloop;  }  --nonloop;  cout<<"\nStart of loop: "<<p->data<<endl;    cout<<"\nCount of nonloop: "<<nonloop      <<"\nCount of loop: "<<loopcount      <<"\nCount of Linknode: "<<nonloop+loopcount<<endl; }}  判断是否存在环的程序:bool IsExitsLoop(slist *head)  {      slist *slow = head, *fast = head;      while ( fast && fast->next )       {          slow = slow->next;          fast = fast->next->next;          if ( slow == fast ) break;      }        return !(fast == NULL || fast->next == NULL);  }   寻找环连接点(入口点)的程序:slist* FindLoopPort(slist *head)  {      slist *slow = head, *fast = head;        while ( fast && fast->next )       {          slow = slow->next;          fast = fast->next->next;          if ( slow == fast ) break;      }        if (fast == NULL || fast->next == NULL)          return NULL;      slow = head;      while (slow != fast)      {           slow = slow->next;           fast = fast->next;      }      return slow;  } 亦可以用类似与hash表的方法,即设立一个数组,将链表结点中的值做数组下标,当赋值冲突时就是环的接入点 bool isloop(Llink p){ if(!p||!p->next)  return true; int a[MAXSIZE],n=0; memset(a,0,sizeof(int)*MAXSIZE); p=p->next; while(p) {  if(a[p->data]==-1)//存在环时,会发生冲突  {   cout<<"\nLoop node: "<<p->data<<endl    <<"\nLen of node: "<<n<<endl;   return true;  }  a[p->data]=-1;  ++n;  p=p->next; } return false;}Llink CreatlinkLoop()//创建一个有环的链表{ Llink head=new Lnode; //head->data=http://www.mamicode.com/0; head->next=NULL; Lelemtype e; Llink q=head; int N=0; cout<<"input elems:"; while(cin>>e) {  Llink p=new Lnode;  ++N;  p->data=http://www.mamicode.com/e;  p->next=q->next;  q->next=p;  q=p; } cin.clear(); cin.sync(); srand(time(0)); q->next=Findnode(head,rand()%N);//随机产生环的接入点 return head;}Llink Findnode(Llink head,int n)//找出链表中的第n个结点{ if(n<=0)  return head; Llink p=head->next; for(int i=1;p&&i<n;++i)  p=p->next; return p;}

 

 

 

扩展问题

  判断两个单链表是否相交,如果相交,给出相交的第一个点(两个链表都不存在环)。

比较好的方法有两个:

一、将其中一个链表首尾相连,检测另外一个链表是否存在环,如果存在,则两个链表相交,而检测出来的依赖环入口即为相交的第一个点。

二、如果两个链表相交,那个两个链表从相交点到链表结束都是相同的节点(由于是单链表,每个节点后面不会有两个节点,也不会存在一条链的头部与另一条的尾部相交的情况)我们可以先遍历一个链表,直到尾部,再遍历另外一个链表,如果也可以走到同样的结尾点,则两个链表相交。

     这时我们记下两个链表length,再遍历一次,长链表节点先出发前进(lengthMax-lengthMin)步,之后两个链表同时前进,每次一步,相遇的第一点即为两个链表相交的第一个点。