Java快慢指针法教你怎样轻松学会Java快慢指针法

时间:2021-06-01 Java全栈研发大联盟人气:0

想了解教你怎样轻松学会Java快慢指针法的相关内容吗，Java全栈研发大联盟在本文为您仔细讲解Java快慢指针法的相关知识和一些Code实例，欢迎阅读和指正，我们先划重点：Java快慢指针法,java算法，下面大家一起来学习吧。

一、什么是快慢指针？

快慢指针就是定义两根指针，移动的速度一快一慢，以此来制造出自己想要的差值。这个差值可以让我们找到链表上相应的节点。

那快慢指针可以解决哪些实际问题呢，接下来我们一起看看吧！

二、使用快慢指针来找到链表的中点

1.首先我们设置两个指针slow和fast，这2个指针的初始位置相同，都指向链表的头结点，然后slow指针每次移动一步，fast指针每次移动两步；

2.如果链表中节点个数为偶数时，当快指针无法继续移动时，慢指针刚好指向中点；如果链表中节点个数为奇数时，当快指针走完，慢指针指向中点的前一个节点。

public ListNode reverseStore(ListNode head) {
        // 初始化，让快指针和慢指针都处于链表的头部
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){//如果快指针并且下一个不为空
            fast=fast.next.next;//快指针移动两个
            slow=slow.next;//慢指针移动一个       
        }
        return slow;
  }

三、利用快慢指针来判断链表中是否有环

问题描述：给定一个链表，判断链表中是否有环。

以下两种情况都属于链表中存在环，“0”字型和“6”字型

这个时候我们的解决方案就是利用“快慢指针”，慢指针针每次走一步，快指针每次走两步，如果相遇就说明有环，如果有一个为空说明没有环。代码比较简单（在代码下面会专门讲解思路的，放心！）

public boolean hasCycle(ListNode head) {
     if (head == null)
        return false;
     //快慢两个指针，初始时都指向链表的头结点
     ListNode slow = head;
     ListNode fast = head;
     while (fast != null && fast.next != null) {
         //慢指针每次走一步
         slow = slow.next;
        //快指针每次走两步
        fast = fast.next.next;
        //如果相遇，说明有环，直接返回true
        if (slow == fast)
           return true;
    }
    //否则就是没环
    return false;
}

到这里大家可能就有疑问了，为什么快慢指针就一定能判断是否有环。我们可以这样来思考一下，假如有环，那么快慢指针最终都会走到环上，假如环的长度是m，快慢指针最近的间距是n，如下图中所示

下面说的两点相距是指 “快指针还需要多远可以再次追到慢指针”

快指针每次走两步，慢指针每次走一步，所以每走一次快慢指针的间距就要缩小一步，在图一中当走n次的时候就会相遇，在图二中当走m-n次的时候就会相遇。这样就解释清楚了读者的疑问了。

四、删除链表的倒数第n个节点

问题描述：删除倒数第n个节点，那就等于是要我们先找出待删除元素前一个元素，也就是第n-1个节点。聪明的你肯定发现了，我们又把这个问题转化为找链表上的某个节点的问题了，这是快慢指针最擅长的场景。

思路很简单，我们一开始就让fast指针比slow指针快n+1个元素，接下来，两个指针都是一步一步来往下走。那么当fast指针走完时，slow指针就刚刚好停留在第(n-1)个元素上。

//删除链表倒数第n个节点
public ListNode removeBackEndNode(ListNode head, int n) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return null;
        }

        ListNode dummyHead = new ListNode(-1);
        dummyHead.next = head;
       //初始时让快慢指针都指向链表的头部
        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;  //为了解决断链问题

        return dummyHead.next;
    }

五、判断是否是回文链表

快指针每次前进两个单位，慢指针每次前进一个单位并修改其next节点指向前一个节点，所以当快指针到达链表末尾的时候（空节点或空节点的前一个节点），慢指针刚好在中间，如下图所示

此时慢指针继续向后走，同时开辟一个新节点往前走，看下图

判断链表中点前后是否相同，达到判断回文串的目的，如下图所示

代码如下：

/**
 * 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;//指向前一个节点的指针
        ListNode slow = head;//慢指针
        ListNode fast = head;//快指针

        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            fast = fast.next.next;
            ListNode next = slow.next;
            slow.next = pre;//修改慢指针走过的节点指向前一个节点
            pre = slow;
            slow = next;
        }
        if(fast != null){
            slow = slow.next;
            //当长度为奇数是，慢指针需要再走一个单位
        }
        while(pre!=null) {
            //判断是否为回文串
            if(pre.val!=slow.val){
                return false;
            }
            pre = pre.next;
            slow = slow.next;
        }
        return true;
    }
}

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