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链表(3) ----快慢指针,求中间节点

时间:2024-07-18 15:01:34浏览次数:15  
标签:---- head slow fast next 链表 指针

目录

快慢指针

算法步骤:

为什么有效?

使用场景:

力扣876

题目 

方法

代码 

力扣142

题目

方法1

代码 

方法2 

思路

代码 


官网地址:https://www.dhcode.cn/p/t_pc/goods_pc_detail/goods_detail/term_624bd804b3d39_Ac0g7V?fromH5=true&type=3&channel_id=&pro_id=term_624bd804b3d39_Ac0g7V

本内容大部分从中截图

讲了三个力扣题:876,142

快慢指针

快慢指针,也被称为龟兔赛跑算法,是一种在计算机科学中用于检测链表中是否存在环的算法。这个算法的灵感来源于伊索寓言中的龟兔赛跑故事,其中慢的指针(龟)和快的指针(兔)同时开始移动,但快的指针移动得更快。

算法步骤:

  1. 初始化:设置两个指针 slowfast,它们都指向链表的头节点 head

  2. 移动指针:在每次迭代中,slow 指针向前移动一步(即 slow = slow.next),而 fast 指针向前移动两步(即 fast = fast.next.next)。

  3. 检测相遇:如果链表中存在环,fast 指针和 slow 指针最终会在环内的某个点相遇。如果 fast 指针或 fast.nextNone(即到达了链表的末尾),则链表中不存在环。

  4. 确定环的入口(如果存在环):一旦 slowfast 相遇,可以通过以下步骤找到环的入口:

    • 将 slow 重置为链表的头节点 head
    • 同时移动 slow 和 fast 指针,每次只向前移动一步,直到它们再次相遇。
    • 当它们再次相遇时,这个点就是环的入口。

为什么有效?

  • 不同速度:快慢指针以不同的速度移动,如果存在环,快指针最终会追上慢指针。
  • 节省时间:相比于遍历每个节点并记录它们(这需要额外的存储空间),快慢指针算法只需要常数级的存储空间,并且时间复杂度为 O(n),其中 n 是链表中节点的数量。

使用场景:

快慢指针算法主要用于检测链表中的环,例如在以下场景中:

  • 检测单向链表或双向链表中是否存在环。
  • 确定环的长度(通过在相遇后继续移动一个指针直到再次相遇)。

快慢指针是一种非常高效且节省空间的解决方案,适用于链表环检测问题。

力扣876

题目 

给你单链表的头结点 head ,请你找出并返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点,则返回第二个中间结点。

示例 1:

输入:head = [1,2,3,4,5]
输出:[3,4,5]
解释:链表只有一个中间结点,值为 3 。

示例 2:

输入:head = [1,2,3,4,5,6]
输出:[4,5,6]
解释:该链表有两个中间结点,值分别为 3 和 4 ,返回第二个结点。

提示:

  • 链表的结点数范围是 [1, 100]
  • 1 <= Node.val <= 100

方法

代码 

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def middleNode(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        slow= head
        fast = head
        while fast and fast.next:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
        return slow

力扣142

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。

提示:

  • 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
  • -105 <= Node.val <= 105
  • pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

进阶:你是否可以使用 O(1) 空间解决此题?

方法1

代码 

方法2 

思路

代码 

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        fast = head
        slow =head
        meet =None
        while fast and fast.next:
            fast =fast.next.next
            slow = slow.next
            if fast == slow:
                meet = fast
                break
        while head and meet and head != meet:
            head = head.next
            meet = meet.next
        return meet

标签:----,head,slow,fast,next,链表,指针
From: https://blog.csdn.net/yanminghe66666/article/details/140446819

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