c++中如何判断链表是否有环_c++链表环检测方法

使用快慢指针可高效判断链表是否有环,时间复杂度O(n),空间复杂度O(1);当快慢指针相遇后,将一指针移回头节点并同步前进,再次相遇点即为环入口。

c++中如何判断链表是否有环_c++链表环检测方法

判断链表是否有环是常见的数据结构问题。在C++中,最高效的方法是使用快慢指针(Floyd判圈法)。这种方法不需要额外的存储空间,时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。

快慢指针法原理

定义两个指针,一个慢指针(slow)每次移动一步,一个快指针(fast)每次移动两步。如果链表中存在环,快指针最终会追上慢指针;如果没有环,快指针会到达链表尾部(nullptr)。

示例代码:

#include using namespace std;// 链表节点定义struct ListNode {    int val;    ListNode *next;    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}};// 判断链表是否有环bool hasCycle(ListNode *head) {    if (!head || !head->next) return false;    ListNode *slow = head;    ListNode *fast = head;    while (fast && fast->next) {        slow = slow->next;           // 慢指针前进一步        fast = fast->next->next;     // 快指针前进两步        if (slow == fast) {          // 两指针相遇,说明有环            return true;        }    }    return false; // 快指针到达末尾,无环}

如何确定环的起始位置

在检测到环后,还可以进一步找出环的入口节点。方法是:当快慢指针相遇后,将其中一个指针重新指向头节点,然后两个指针都以每次一步的速度前进,再次相遇的位置就是环的起点。

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找环入口代码:

ListNode* detectCycle(ListNode *head) {    if (!head || !head->next) return nullptr;    ListNode *slow = head;    ListNode *fast = head;    // 第一步:判断是否有环    while (fast && fast->next) {        slow = slow->next;        fast = fast->next->next;        if (slow == fast) break;    }    // 如果无环    if (!fast || !fast->next) return nullptr;    // 第二步:找环的起始位置    slow = head;    while (slow != fast) {        slow = slow->next;        fast = fast->next;    }    return slow; // 返回环的入口节点}

使用哈希表的方法(备选方案)

另一种思路是使用哈希表记录访问过的节点。遍历链表时,检查当前节点是否已在集合中出现过。该方法逻辑直观,但空间复杂度为O(n)。

#include bool hasCycleHash(ListNode *head) {    unordered_set visited;    while (head) {        if (visited.count(head)) return true;        visited.insert(head);        head = head->next;    }    return false;}

基本上就这些。快慢指针法是面试和实际应用中的首选方案。

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