👆“Python貓” ，一個值得加星標的公眾號

花下貓語：

今天一大早，讀者群里又討論了 Python 的“指針”問題。之前在公眾號里發布過櫻雨樓小姐姐的《對比 C++ 和 Python，談談指針與引用》，它從概念上有比較清晰的分析。恰好今天還看到青南同學剛發布的一篇文章，它從實用的層面介紹了怎么用 Python 解“指針”類的題目，正好分享一下~

劇照 | 《如懿傳》

原標題：《舉一反三：三種問題，兩個指針，一種方法》

在我們做算法題的時候，如果大家多總結解題方法，就會發現很多題目的解題方法實際上是完全一樣的。今天我們就來看三道鏈表相關的題目。可以使用同一種方法來解決。

雖然題目中用到了指針，但我們知道，Python 是沒有指針的，所以在 Python 里面，這里實際上指的是引用。不過由于“指針”這個詞更加形象，所以下文我們還是會用指針來表示對一個對象的應用。

先來看我們將要解決的三道題目：

題目1：只掃描一次鏈表，O(1)空間復雜度，返回鏈表倒數第 k 個節點。

題目2：只掃描一次鏈表，O(1)空間復雜度，返回鏈表中間的節點。

題目3：空間復雜度(1)，查詢鏈表是否有環。

其中前兩道題要求只能掃描鏈表一次。但是大家可能會有疑問，例如對于第2題，都不知道鏈表一共有多少個節點，怎么可能知道中間的節點是哪個？但如果提前把鏈表掃描一遍，知道一共有多少個節點了，又不能再次掃描鏈表，那么就必須把每個節點和序號都存下來，這樣空間復雜度就不可能是 O(1)了。

我們先來看看第2題，找到鏈表中間的節點。

從下圖的兩個鏈表可以看到：

鏈表有 n 個節點，如果 n 為奇數，那么中間的節點在第 (n + 1) / 2個節點。如果 n 為偶數，那么中間的節點在第n / 2個節點。

這個信息怎么使用呢？我們看下面一個表格：

既然如此，如果我們在鏈表里面有兩個指針（引用），其中一個每次移動2個節點，另一個每次移動一個節點。這樣當快的指針移動到了末尾，慢的指針剛剛好指向中間的節點。

用代碼來表示：

def find_mid(node):

if not node:

return None

if not node.next:

return node

fast = slow = node

while fast.next and fast.next.next:

slow = slow.next

fast = fast.next.next

return slow

返回的 slow 就是最中間的節點。

再來看第3道題。跟第二題一樣，也是一快一慢兩個指針，如果鏈表有環，那么快的指針會繞到慢的指針的后面，然后追上來。只要看快的指針是否跟慢的指針重合，就知道是否有環了：

def find_cycle(node):

if not node:

return False

slow = fast = node

while fast:

fast = fast.next

if not fast: # 快的指針到了鏈表末尾，說明沒有環

return False

if fast is slow: # 快的指針追上了慢的指針，說明有環

return True

fast = fast.next

if fast is slow:

return True

slow = slow.next

return False

再來看第一題。跟第二題實際上也是一樣的。只不過，這次兩個指針是移動速度是一樣的。但是，一種一個指針先移動 k 個節點，然后兩個指針再開始同時移動。這樣兩個指針中間始終會間隔 k 個節點。這樣一來，當先走的指針到了None，后走的指針剛剛好走到倒數第 k 個節點。

不過，在解決這道題的時候，需要考慮，k 如果大于鏈表長度的時候，應該要返回錯誤信息。對應的代碼如下：

def find_reverse_k(node, k):

if not node or k == 0:

return None

front = behind = node

window = 0

while front:

window += 1

front = front.next

if window == k:

break

else: # while ... else 語法，如果循環正常結束，就會進入 else

raise Exception('k 比鏈表長度還長！')

while front:

front = front.next

behind = behind.next

return behind

如果大家觀察上面三個問題的解決代碼，會發現他們都是使用了兩個指針，通過兩個指針之間的節點差來解決問題的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python为什么没有指针_Python 没有指针，如何解算法题？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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