JavaScript：揭秘环型链表的神秘面纱

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2024-01-05 17:46:19

理解环型链表：JavaScript 中强大的数据结构

在 JavaScript 中，链表是一种用于存储和操作数据的强大工具。而环型链表是链表的一种特殊变体，它形成一个环形结构，具有独特的特性。理解环型链表对于解决广泛的编程问题至关重要。本文将深入探讨环型链表的概念，包括如何检测和处理它们。

环型链表的概念

环型链表与常规链表不同，它没有明确的尾部或头部。相反，其尾部节点指向头部节点，形成一个循环。这种循环允许元素无限遍历，而无需达到链表的结尾。

检测环型链表

检测一个链表是否为环型链表有多种方法。最常见的方法是龟兔赛跑 算法：

创建两个指针，称为"龟"和"兔"。
从头部节点开始，每次移动一步。
同时，让"兔"指针每次移动两步。
如果"龟"和"兔"在循环中相遇，则该链表是一个环型链表。

处理环型链表

处理环型链表需要使用专门的方法。以下是一些常见场景：

1. 寻找环形链表的入口点

找到环形链表的入口点（即环路的开始）可以帮助解决各种问题。以下是步骤：

使用龟兔赛跑算法找到"龟"和"兔"相遇的点。
从头部节点开始，使用另一个指针遍历链表，直到它与相遇点相遇。
该指针经过的步骤数即为入口点的距离。

2. 断开环型链表

有时，需要将环形链表断开以进行进一步的处理。这是步骤：

使用龟兔赛跑算法找到环形链表的尾部节点（即循环的结尾）。
修改尾部节点的next 指针，使其指向null 。
这将断开循环，将链表转换为常规链表。

示例代码

以下是使用 JavaScript 实现这些操作的示例代码：

// 检测环型链表
function hasCycle(head) {
  let slow = head;
  let fast = head;
  while (fast && fast.next) {
    slow = slow.next;
    fast = fast.next.next;
    if (slow === fast) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

// 寻找环形链表的入口点
function findCycleEntrance(head) {
  if (!hasCycle(head)) {
    return null;
  }
  let slow = head;
  let fast = head;
  while (slow !== fast) {
    slow = slow.next;
    fast = fast.next.next;
  }
  slow = head;
  while (slow !== fast) {
    slow = slow.next;
    fast = fast.next;
  }
  return slow;
}

// 断开环形链表
function breakCycle(head) {
  if (!hasCycle(head)) {
    return;
  }
  let slow = head;
  let fast = head;
  while (slow !== fast) {
    slow = slow.next;
    fast = fast.next.next;
  }
  let tail = slow;
  while (tail.next !== slow) {
    tail = tail.next;
  }
  tail.next = null;
}