day07 Java链表（环、快慢指针）

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涉及以下问题：

查找倒数第k个结点；
查找中间结点；
判断链表是否有环；
计算环的长度；
计算环的入口结点，原理参见(s含快慢指针推导)：https://blog.csdn.net/puss0/article/details/78462375；
计算两个链表的第一个公共结点（Y型），原理参见：https://blog.csdn.net/yanxiaolx/article/details/52132435

直接上代码：

import java.util.Stack;
public class MyLinkedList {//定义头结点public  Node head;//定义结点类public static class Node{//类必须是static，后面测试会用到此类创建实例int data;Node next;Node(){}Node(int data){this.data=data;}}/**以下是表的基本操作 *///添加结点，以创建链表  遍历链表到尾结点，然后添加结点public void addNode(Node node) {Node temp=head;//以下操作找到链表的尾结点，然后插入while(temp.next!=null) {temp=temp.next;}//如果temp.next为空，即到尾结点，加入新结点temp.next=node;}//获取链表长度 从头遍历链表public static int getLength(Node head) {if(head==null) {return 0;}Node temp=head;int length=1;while(temp.next!=null) {length++;temp=temp.next;}return length;}/*** 快慢指针的使用及相关算法题*///1.查找倒数第k个结点/** 思路：第一种，直接查找第length-k个结点；* 第二种，快慢指针，初始都指在同一个结点，然后快指针走k-1步，然后快慢指针同时走，直到快指针到达尾结点，返回慢指针* 如：链表1，2，3，4， 查找倒数第3个，快慢指针指在1，快指针走k-1=2步，到3，快慢指针同时走，一步后快指针到尾结点，慢指针找到倒数第三个，即2*/public Node queryByIndex(int index) {if(head==null||index<1||index>getLength(head)) {//注意这里的temp!=null条件，非常重要，因为temp.next!=null会忽略最后一个结点return null;}Node slow=head;Node quick=head;Node temp=head;int step=0;while(temp.next!=null||temp!=null) {//快指针走k-1步if((index-1)==step++) {quick=temp;}temp=temp.next;}//快慢指针同时走while(quick.next!=null) {slow=slow.next;quick=quick.next;}return slow;}//2.查找中间结点/** 快慢指针，初始指在同一个结点，快指针每走两步，慢指针走一步，快指针到尾结点，返回慢指针*/public static Node getMidNode(Node head) {if(head==null) {return null;}if(head.next==null) {return head;}Node quick=head;Node slow=head;while(slow.next!=null&&quick.next!=null&&quick.next.next!=null) {quick=quick.next.next;slow=slow.next;}return slow;}//3.判断是否有环/** 快慢指针，初始指在同一节点，快指针走两步，慢指针走一步，直到快慢指针的data相等，返回true,证明有环*/public boolean hasLoop(Node head) {if(head==null||head.next==null) {return false;}Node quick=head;Node slow=head;while(slow.next!=null&&quick.next!=null&&quick.next.next!=null) {if(slow.data==quick.data) {return true;}quick=quick.next.next;slow=slow.next;}return false;}//4.确定环的长度/** 快慢指针，初始指在同一节点，快指针走两步，慢指针走一步，直到快慢指针的data相等 * 返回快指针走的长度-慢指针走的长度，就是环的长度*/public static int getLoopLength(Node head) {Node quick=head;Node slow=head;int quickSteps=0;int slowSteps=0;while(quick.next!=null&&quick.next.next!=null&&slow.next!=null) {if(slow.data==quick.data) {return quickSteps-slowSteps;}quickSteps++;slowSteps++;slow=slow.next;quick=quick.next.next;}return 0;}//5.确定环的入口节点/** 结论：从头结点到环入口的距离=快慢指针相遇处继续走到环入口的距离+环长度的整数倍* 思路：first、second结点，先让second结点走环的长度（整数倍）* 然后first、second同时走，相遇处即为环入口处*/public static Node getLoopNode(Node head) {if(head==null && head.next==null) {return null;}int length=MyLinkedList.getLoopLength(head);Node first=head;Node second=head;while(length-->0&&second.next!=null) {second=second.next;}while(first!=null&&second!=null) {if(first.data==second.data) {return second;}first=first.next;second=second.next;}return null;}public static void printFromLastRec(Node head) {if(head==null) {return;}printFromLastRec(head.next);System.out.println(head.data);}//6.找到两个链的第一个公共节点/** Y型拓扑结构* 思路：计算两个链表的长度；计算长度差；长的链表走长度差步；然后同时走，直到找到公共结点*/public static Node findFirstCommonNode(Node head1,Node head2) {if(head1==null&&head2==null) {return null;}int x=Math.abs(getLength(head1)-getLength(head2));if(getLength(head1)<getLength(head2)) {while(x-->0) {head2=head2.next;}}else {head1=head1.next;}Node temp1=head1;Node temp2=head2;while(head1!=null) {if(temp1==temp2) {return temp2;}temp1=temp1.next;temp2=temp2.next;}return null;}
}

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