链表找环 leetcode 141 , 142 及进阶：空间复杂度O(1)

题目来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems
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141 判断是否有环

给定一个链表，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，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。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

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

解题思路：

1. 从头开始遍历链表，存入hash数组，检查是否有重复
2. 快慢指针，如有环，快慢指针必然相遇

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    '''
    set() hash 存储唯一的node,如果遇到相同的node，说明有环
    '''
    # def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
    #     nodes = set()
    #     while(head):
    #         if head not in nodes:
    #             nodes.add(head)
    #         else:
    #             return True
    #         head = head.next
    
    #     return False
    '''
    快慢指针
    一个指针每次走一步，一个指针每次走两步，有环就会相遇
    如果没有环，快指针最快遇到空
    '''
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        if not head:return False
        if not head.next:return False
        p = head
        q = head.next
        while(q.next and q.next.next):
            if q == p:
                return True
            else:
                p = p.next
                q = q.next.next
        return False

142 找环入口

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意，pos 仅仅是用于标识环的情况，并不会作为参数传递到函数中。

说明：不允许修改给定的链表。

进阶：

你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

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

同上，用哈希数组，返回结点即可

class Solution:
    '''
    space o(n)
    '''
    def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
        nodes = set()
        while(head):
            if head not in nodes:
                nodes.add(head)
            else:
                return head
            head = head.next
        return None

142 进阶 找环入口 空间复杂度 O（1），含测试用例

快慢指针，先找到相遇点；快指针一次移动两个，慢指针一次移动一个
再用第三个指针，和慢指针一起移动，保持相同速度，二者在入口点处相遇（证明和测试用例图解见后文笔记）

# Title     : lc141_链表找环.py
# Created on: 2021/7/16 16:43
# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    def solve(self, head: ListNode) -> ListNode:
        if not head:return None
        if not head.next:return None
        temp = head
        p = head
        q = head.next
        while(p.next and p.next.next):
            print(p.val,q.val,temp.val)
            if p == q:
                while(temp!=p.next):
                    temp = temp.next
                    p = p.next
                return q.next
            p = p.next
            q = q.next.next
        return None


if __name__ == '__main__':
    nodes = [-1,-7,7,-4,19,6,-9,-5,-2,-5]
    pos = 5
    head = ListNode(nodes[0])
    tail = head
    for x in nodes[1:]:
        newnode = ListNode(x)
        tail.next = newnode
        tail = newnode
    entry = head
    for i in range(pos):
        entry = entry.next
    tail.next = entry

    ans = Solution().solve(head)
    print(ans.val,nodes[pos])

相关笔记

证明BA=OA
V是速度，P是环长

测试用例图解