双指针一般分为两类:
- 快、慢指针,主要解决链表中的问题
- 左、右指针,主要数组或者字符串问题
快、慢指针一般会初始化指向链表的头节点 head ,前进时快指针 fast 向前、慢指针 slow 在后,用于解决链表中的一些问题。
1. 判断链表中是否有环
如果链表不包含环,那么这个指针最终会遇到空指针 null ,表示链表已经到头了,接下来再没有元素了。
bool hasCycle(ListNode head)
{
while(head != null)
{
head = head.next;
}
return false;
}
但是如果链表中含有环,那么上面代码会陷入死循环中,因为环形链表中没有 null 指针作为尾部节点。
经典解法是使用双指针,一个跑的快,一个跑的慢。如果不含有环,跑的快的那个指针最终会遇到 null ,说明链表不包含环,如果含有环,快指针最终会超过慢指针一圈,和慢指针相遇时,说明链表中含有环。
bool hasCycle(ListNode head)
{
ListNode fast, slow;
fast = slow = head;
whie(fast != null && fast.next != null)
{
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if (fast == slow)
{
return true;
}
}
return false;
}
2. 已知链表有环,返回这个环的起始位置
bool hasCycle(ListNode head)
{
ListNode fast, slow;
fast = slow = head;
while (fast != null && fast.next != null)
{
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if (fast == slow)
{
break;
}
}
slow = head;
while (slow != fast)
{
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
3. 寻找无环链表的中点
快指针一次前进 2 步,慢指针一次前进 1 步,当快指针到达链表尽头时,慢指针就处于链表的中间位置。
while (fast != null && fast.next != null)
{
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
当链表的长度为奇数时, slow 恰好时中点位置,如果为偶数时,slow 最终的位置是中间偏右。
4. 寻找单链表的倒数第 k 个元素
快指针先走 k 步,然后快慢指针开始同步前进。这样当快指针走到链表末尾 null 时,慢指针所在的位置就是倒数第 k 个链表的节点。
ListNode slow, fast;
while(k--)
{
fast = fast.next;
}
while (fast != null)
{
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
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