Leetcode 141. 环形链表

题目

给定一个链表，判断链表中是否有环。

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。

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。

进阶：

你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

解法一：记录遍历情况

遍历一个结点就将其放入 set 集合中，如果再次遍历到此结点，说明有环。

复杂度分析：

1. 时间复杂度受到频繁的 set.contains 操作的影响，实际时间复杂度 >= O(n)
2. 空间复杂度 O(n)

可以看到，效率确实不太行。

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> trace = new HashSet<>();
        
        ListNode p = head;
        while(p != null) {
            if(trace.contains(p)) return true;
                
            trace.add(p);
            p = p.next;
        }
        
        return false;
    }
}

结果

解法二：快慢指针

要点如下：

1. 声明一个 slow 指针，每次向前走一步。
2. 声明一个 fast 指针，每次向前走两步。
3. 如果 fast 指针追上了 slow 指针，说明有环（想想环形跑道）。
4. 否则无环。

复杂度：O(n) 的时间复杂度，O(1)的空间复杂度

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if(slow == fast) return true;
        }
        
        return false;
    }
}

结果