教你如何輕松學(xué)會(huì)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(dòng)的速度一快一慢,以此來制造出自己想要的差值。這個(gè)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?cè)O(shè)置兩個(gè)指針slow和fast,這2個(gè)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(dòng)一步,fast指針每次移動(dòng)兩步;
2.如果鏈表中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí),當(dāng)快指針無法繼續(xù)移動(dòng)時(shí),慢指針剛好指向中點(diǎn);如果鏈表中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí),當(dāng)快指針走完,慢指針指向中點(diǎn)的前一個(gè)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(gè)不為空
fast=fast.next.next;//快指針移動(dòng)兩個(gè)
slow=slow.next;//慢指針移動(dòng)一個(gè)
}
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(gè)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(gè)時(shí)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(gè)為空說明沒有環(huán)。代碼比較簡(jiǎn)單 (在代碼下面會(huì)專門講解思路的,放心?。?/p>
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if (head == null)
return false;
//快慢兩個(gè)指針,初始時(shí)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(huì)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(shí)候就會(huì)相遇,在圖二中當(dāng)走m-n次的時(shí)候就會(huì)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(gè)節(jié)點(diǎn)
問題描述:刪除倒數(shù)第n個(gè)節(jié)點(diǎn),那就等于是要我們先找出待刪除元素前一個(gè)元素,也就是第n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)。聰明的你肯定發(fā)現(xiàn)了,我們又把這個(gè)問題轉(zhuǎn)化為找鏈表上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)的問題了,這是快慢指針最擅長的場(chǎng)景。
思路很簡(jiǎn)單,我們一開始就讓fast指針比slow指針快n+1個(gè)元素,接下來,兩個(gè)指針都是一步一步來往下走。那么當(dāng)fast指針走完時(shí),slow指針就剛剛好停留在第(n-1)個(gè)元素上。
//刪除鏈表倒數(shù)第n個(gè)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(shí)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(gè)單位,慢指針每次前進(jìn)一個(gè)單位并修改其next節(jié)點(diǎn)指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn),所以當(dāng)快指針到達(dá)鏈表末尾的時(shí)候(空節(jié)點(diǎn)或空節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)),慢指針剛好在中間,如下圖所示

此時(shí)慢指針繼續(xù)向后走,同時(shí)開辟一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(huì)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(qǐng)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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