算法实现：使用快慢指针，检测单链表是否存在循环

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今天的题目是检查单链表是否存在循环。对于初学者来说，要解决这个问题，最可能采取的方法就是使用两个循环。当外层循环步进一个节点时，内层循环就遍历外层循环节点之后的所有节点，然后比较内外循环的两个节点。若有节点地址相等，则表明该单链表有循环，反之则不存在循环。这种方法无疑效率比较低。

 

 

今天给大家介绍一个经典的方法，通过快慢指针来检查单链表是否存在循环。其思路很简单，大家可以想一下上体育课长跑的情景。当同学们绕着操场跑步的时候，速度快的同学会遥遥领先，最后甚至会超越其它同学一圈乃至n圈——这是绕圈跑。那么如果不是绕圈跑呢？速度快的同学则会一直领先直到终点，不会再次碰到后面的速度慢同学——不考虑地球是圆的这种情况O(∩_∩)O哈！

 

 

快慢指针的设计思想也是这样。快指针每次步进多个节点——这个视情况而定，慢指针每次只步进一个节点。那么如果该链表存在循环的话，快指针一定会再次碰到慢指针，反之则不存在循环。

 

下面上代码

struct list_node {
    struct list_node *next;
    void *data;
};

#define FALSE 0
#define TRUE 1
typedef unsigned char bool;

bool is_list_exist_loop(struct list_node *head)
{
/*
快指针步进长度，之前我认为可以为其它值，但是从Bean_lee的回复中知道，不能为超过循环节点个数的值。
当超过循环节点个数时，而慢结点还未步入这个循环时，快节点会一直在循环中步进直至慢节点也步入这个循环。
 */
#define FAST_POINT_STEP        2

    if (!head) return FALSE;

    struct list_node *fast, *slow;
    unsigned int i;

    

     /* 快慢指针都处于同一起跑线，即头指针位置 */

    fast = slow = head;

    while (fast) {

         /* 快指针步进 */

        for (i = 0; i < FAST_POINT_STEP; ++i) {
            fast = fast->next;
            if (fast == slow) {
                /* 又碰到了慢指针，循环存在 */
                return TRUE;
            }
            else if (!fast) {
                /* 快指针跑到头了，循环不存在 */
                return FALSE;
            }
        }

   

         /* 慢指针步进 */

        slow = slow->next;
    }

    return FALSE;
}