C# 环形链表

141 环形链表

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环 ，则返回 true 。 否则，返回 false 。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

提示：
链表中节点的数目范围是 [0, 104]
-105 <= Node.val <= 105
pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle

解决方案

提供思路：

1）哈希表

最容易想到的方法是遍历所有节点，每次遍历到一个节点时，判断该节点此前是否被访问过。具体地，我们可以使用哈希表来存储所有已经访问过的节点。每次我们到达一个节点，如果该节点已经存在于哈希表中，则说明该链表是环形链表，否则就将该节点加入哈希表中。重复这一过程，直到我们遍历完整个链表即可。

2） 快慢指针

本方法需要读者对「Floyd 判圈算法」（又称龟兔赛跑算法）有所了解。

假想「乌龟」和「兔子」在链表上移动，「兔子」跑得快，「乌龟」跑得慢。当「乌龟」和「兔子」从链表上的同一个节点开始移动时，如果该链表中没有环，那么「兔子」将一直处于「乌龟」的前方；如果该链表中有环，那么「兔子」会先于「乌龟」进入环，并且一直在环内移动。等到「乌龟」进入环时，由于「兔子」的速度快，它一定会在某个时刻与乌龟相遇，即套了「乌龟」若干圈。

我们可以根据上述思路来解决本题。具体地，我们定义两个指针，一快一慢。慢指针每次只移动一步，而快指针每次移动两步。初始时，慢指针在位置 head，而快指针在位置 head.next。这样一来，如果在移动的过程中，快指针反过来追上慢指针，就说明该链表为环形链表。否则快指针将到达链表尾部，该链表不为环形链表。

上代码：

//1
public class Solution
{
    public bool HasCycle(ListNode head)
    {
        Dictionary<ListNode, int> dic = new Dictionary<ListNode, int>();
        while (head != null)
        {
            if (dic.ContainsKey(head))
            {
                return true;
            }
            else
            {
                dic.Add(head, 0);
                head = head.next;
            }
        }
        return false;
    }
}

//2
public class Solution
{
    public bool HasCycle(ListNode head)
    {
        if (head == null) { return false; }
        if (head.next == null) { return false; }
        ListNode fast = head.next;
        ListNode slow = head;
        while (slow != fast)
        {
            if (fast.next == null || fast.next.next == null) { return false; }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }
}

个人感悟：链表这种题考来考去的是真没意思，实际应用没那么多，当成涨见识吧！

以上是碰到的第一百四十一题，后续持续更新。感觉对你有帮助的小伙伴可以帮忙点个赞噢！