推断单向链表中是否有环和查找环的入口

快慢指针

算法描写叙述

定义两个指针slow, fast。

slow指针一次走1个结点，fast指针一次走2个结点。假设链表中有环，那么慢指针一定会再某一个时刻追上快指针(slow == fast)。假设没有环，则快指针会第一个走到NULL。

实现

结点定义例如以下：

class Node {public Node next;public Object data;public static int sequence = 0;
}

算法：

/*** 快慢指针* @param head* @return*/public static boolean checkCircle(Node head) {Node fast = null;Node slow = null;fast = head;slow = head;while (true) {// 慢指针移动一步if (null != slow.next) {slow = slow.next;} else {return false;}// 快指针移动两步if (null != fast.next && null != fast.next.next) {fast = fast.next.next;} else {return false;}// 检查是否相遇if (slow == fast) {return true;}}}

步数检查

算法描写叙述

上面的算法仅仅能推断链表中有没有环，假设我们想找出环的入口怎么办呢？

定义两个指针p, q。p每走一个结点(即一步)，q则从头一直向后走，直到q走到NULL或p, q走到同一个结点但走过的步数不同样为止。

此时q的步数就是环入口在结点中的位置。假设走到NULL则说明链表不存在环。

为什么p, q走到同一个结点但步数不相等时就说明有环呢？由于假设p, q步数同样，说明它们走过的结点是一样的，假设p, q步数不同了。则说明p是从环里走了一圈又回到了环的入口。此时q到达该结点时还没有走过环，因此步数不相等，并且此时q的步数就是环的入口。

实现

/*** 查找环的起点* @param head* @return 返回元素的索引，从0開始。没有找到返回-1*/public static int findCircleEntry(Node head) {Node p = head; // 总是从头開始Node q = head;int pSteps = 0;int qSteps = 0;while (null != q.next) {q = q.next;++qSteps;// p从头開始走while (null != p.next) {p = p.next;++pSteps;// 当p与q指向同一个结点时if (p == q) {// 假设走的步数不同，则这就是入口if (pSteps != qSteps) {return pSteps - 1;} else {// 走的步数同样，不是入口break;}}}p = head; // 回到头结点pSteps = 0;}// 当中有一个指针走到了头，说明没有环return -1;}

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