巧用快慢指针，高效解决难题！

前端

2023-10-10 19:28:33

如何巧妙运用“快慢指针”方法解决多种问题？

在计算机科学中，“快慢指针”方法是一种用于遍历链表的技巧。它的关键思想是使用两个指针，一个“快”指针比另一个“慢”指针移动得更快。这允许我们以恒定时间找到链表的中间节点，并在链表中查找环。

快慢指针方法的原理

快慢指针方法的原理很简单。我们使用两个指针，一个“快”指针和一个“慢”指针，以不同的速度遍历链表。快指针每次移动两个节点，而慢指针每次移动一个节点。这样，快指针将以两倍于慢指针的速度移动。

快慢指针方法的应用

快慢指针方法可以用于解决许多链表问题。下面是一些常见的应用：

查找链表的中间节点

要查找链表的中间节点，我们可以使用快慢指针方法。快指针每次移动两个节点，而慢指针每次移动一个节点。当快指针到达链表的末尾时，慢指针将位于链表的中间节点。

判断链表是否有环

要判断链表是否有环，我们可以使用快慢指针方法。快指针每次移动两个节点，而慢指针每次移动一个节点。如果快指针和慢指针在某个时刻相遇，则链表中一定有环。

删除链表节点

要删除链表中的一个节点，我们可以使用快慢指针方法。快指针指向要删除的节点，而慢指针指向要删除节点的前一个节点。当快指针到达要删除的节点时，慢指针将指向要删除节点的前一个节点。然后，我们可以将慢指针指向要删除节点的下一个节点，从而删除要删除的节点。

快慢指针方法的代码实现

def find_middle_node(head):
    """
    查找链表的中间节点。

    参数：
        head: 链表的头节点。

    返回：
        链表的中间节点。
    """
    slow = head
    fast = head

    while fast and fast.next:
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next

    return slow


def has_cycle(head):
    """
    判断链表是否有环。

    参数：
        head: 链表的头节点。

    返回：
        链表是否有环。
    """
    slow = head
    fast = head

    while fast and fast.next:
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next

        if slow == fast:
            return True

    return False


def delete_node(node):
    """
    删除链表中的一个节点。

    参数：
        node: 要删除的节点。
    """
    prev = node.prev

    prev.next = node.next
    node.next.prev = prev