教你如何輕松學(xué)會Java快慢指針法
一、什么是快慢指針?
快慢指針就是定義兩根指針,移動的速度一快一慢,以此來制造出自己想要的差值。這個差值可以讓我們找到鏈表上相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。
那快慢指針可以解決哪些實(shí)際問題呢,接下來我們一起看看吧!
二、使用快慢指針來找到鏈表的中點(diǎn)
1.首先我們設(shè)置兩個指針slow和fast,這2個指針的初始位置相同,都指向鏈表的頭結(jié)點(diǎn),然后slow指針每次移動一步,fast指針每次移動兩步;
2.如果鏈表中節(jié)點(diǎn)個數(shù)為偶數(shù)時,當(dāng)快指針無法繼續(xù)移動時,慢指針剛好指向中點(diǎn);如果鏈表中節(jié)點(diǎn)個數(shù)為奇數(shù)時,當(dāng)快指針走完,慢指針指向中點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)。
public ListNode reverseStore(ListNode head) { // 初始化,讓快指針和慢指針都處于鏈表的頭部 ListNode slow=head; ListNode fast=head; while(fast!=null&&fast.next!=null){//如果快指針并且下一個不為空 fast=fast.next.next;//快指針移動兩個 slow=slow.next;//慢指針移動一個 } return slow; }
三、利用快慢指針來判斷鏈表中是否有環(huán)
問題描述: 給定一個鏈表,判斷鏈表中是否有環(huán)。
以下兩種情況都屬于鏈表中存在環(huán),“0”字型和“6”字型
這個時候我們的解決方案就是利用“快慢指針”, 慢指針針每次走一步,快指針每次走兩步,如果相遇就說明有環(huán),如果有一個為空說明沒有環(huán)。代碼比較簡單 (在代碼下面會專門講解思路的,放心?。?/p>
public boolean hasCycle(ListNode head) { if (head == null) return false; //快慢兩個指針,初始時都指向鏈表的頭結(jié)點(diǎn) ListNode slow = head; ListNode fast = head; while (fast != null && fast.next != null) { //慢指針每次走一步 slow = slow.next; //快指針每次走兩步 fast = fast.next.next; //如果相遇,說明有環(huán),直接返回true if (slow == fast) return true; } //否則就是沒環(huán) return false; }
到這里大家可能就有疑問了,為什么快慢指針就一定能判斷是否有環(huán)。我們可以這樣來思考一下,假如有環(huán),那么快慢指針最終都會走到環(huán)上,假如環(huán)的長度是m,快慢指針最近的間距是n,如下圖中所示
下面說的兩點(diǎn)相距是指 “快指針還需要多遠(yuǎn)可以再次追到慢指針”
快指針每次走兩步,慢指針每次走一步,所以每走一次快慢指針的間距就要縮小一步,在圖一中當(dāng)走n次的時候就會相遇,在圖二中當(dāng)走m-n次的時候就會相遇。這樣就解釋清楚了讀者的疑問了。
四、刪除鏈表的倒數(shù)第n個節(jié)點(diǎn)
問題描述:刪除倒數(shù)第n個節(jié)點(diǎn),那就等于是要我們先找出待刪除元素前一個元素,也就是第n-1個節(jié)點(diǎn)。聰明的你肯定發(fā)現(xiàn)了,我們又把這個問題轉(zhuǎn)化為找鏈表上的某個節(jié)點(diǎn)的問題了,這是快慢指針最擅長的場景。
思路很簡單,我們一開始就讓fast指針比slow指針快n+1個元素,接下來,兩個指針都是一步一步來往下走。那么當(dāng)fast指針走完時,slow指針就剛剛好停留在第(n-1)個元素上。
//刪除鏈表倒數(shù)第n個節(jié)點(diǎn) public ListNode removeBackEndNode(ListNode head, int n) { if (head == null || head.next == null) { return null; } ListNode dummyHead = new ListNode(-1); dummyHead.next = head; //初始時讓快慢指針都指向鏈表的頭部 ListNode slow = dummyHead; ListNode fast = dummyHead; for (int i = 0; i < n + 1; i++) { fast = fast.next; } while (fast != null) { slow = slow.next; fast = fast.next; } slow.next = slow.next.next; //為了解決斷鏈問題 return dummyHead.next; }
五、判斷是否是回文鏈表
快指針每次前進(jìn)兩個單位,慢指針每次前進(jìn)一個單位并修改其next節(jié)點(diǎn)指向前一個節(jié)點(diǎn),所以當(dāng)快指針到達(dá)鏈表末尾的時候(空節(jié)點(diǎn)或空節(jié)點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)),慢指針剛好在中間,如下圖所示
此時慢指針繼續(xù)向后走,同時開辟一個新節(jié)點(diǎn)往前走,看下圖
判斷鏈表中點(diǎn)前后是否相同,達(dá)到判斷回文串的目的,如下圖所示
代碼如下:
/** * Definition for singly-linked list. * public class ListNode { * int val; * ListNode next; * ListNode(int x) { val = x; } * } */ class Solution { public boolean isPalindrome(ListNode head) { if(head == null || head.next == null){ return true; } ListNode pre = null;//指向前一個節(jié)點(diǎn)的指針 ListNode slow = head;//慢指針 ListNode fast = head;//快指針 while(fast!=null&&fast.next!=null){ fast = fast.next.next; ListNode next = slow.next; slow.next = pre;//修改慢指針走過的節(jié)點(diǎn)指向前一個節(jié)點(diǎn) pre = slow; slow = next; } if(fast != null){ slow = slow.next; //當(dāng)長度為奇數(shù)是,慢指針需要再走一個單位 } while(pre!=null) { //判斷是否為回文串 if(pre.val!=slow.val){ return false; } pre = pre.next; slow = slow.next; } return true; } }
到此這篇關(guān)于教你如何輕松學(xué)會Java快慢指針法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java快慢指針法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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