教你如何轻松学会Java快慢指针法

教你如何轻松学会Java快慢指针法

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

http:// }

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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