绕圈跑还是直线冲刺？ 揭秘环形链表背后的奥秘

环形链表的定义

环形链表是一种特殊的链表结构，其中某些节点指向之前的节点，形成闭合的循环。环形链表可以是单向的或双向的。在单向环形链表中，每个节点只指向下一个节点；在双向环形链表中，每个节点指向下一个节点和前一个节点。

环形链表的特性

环形链表具有以下特性：

• 环形链表没有开始和结束节点，因为任何节点都可以作为起点。
• 环形链表的长度是无限的，因为可以沿着环形链表一直遍历下去。
• 环形链表的节点数目可能有限或无限。

检测环形链表的算法

检测环形链表的经典算法是弗洛伊德循环检测算法。该算法的基本思想是使用两个指针，一个指针以一次一个节点的速度移动，另一个指针以两次一个节点的速度移动。如果链表中存在环，那么这两个指针最终会相遇。

def has_cycle(head):
  """
  检测链表中是否存在环。

  Args:
    head: 链表的头节点。

  Returns:
    True 如果链表中存在环，否则返回 False。
  """

  slow = head
  fast = head

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

    if slow == fast:
      return True

  return False

删除环形链表的环

如果链表中存在环，可以通过以下步骤删除环：

1. 首先，使用弗洛伊德循环检测算法找到环的入口节点。
2. 然后，从环的入口节点开始，沿着环形链表遍历，直到找到环的出口节点。
3. 最后，将环的出口节点的next指针指向None，即可删除环。

def remove_cycle(head):
  """
  删除链表中的环。

  Args:
    head: 链表的头节点。

  Returns:
    新的链表头节点。
  """

  # 找到环的入口节点。
  slow = head
  fast = head

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

    if slow == fast:
      break

  # 找到环的出口节点。
  slow = head

  while slow != fast:
    slow = slow.next
    fast = fast.next

  # 删除环。
  prev = slow
  while slow.next != fast:
    prev = slow
    slow = slow.next

  prev.next = None

  return head

结语

环形链表是一种特殊的链表结构，具有无限的长度和没有开始和结束节点的特性。检测环形链表的经典算法是弗洛伊德循环检测算法，该算法通过使用两个指针以不同的速度移动来检测环的存在。如果链表中存在环，还可以通过找到环的入口和出口节点来删除环。