LeetCode hot 100—环形链表

题目

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

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。

分析

哈希表法

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。

时间复杂度：O()，是链表中的节点数

空间复杂度：O()

class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        std::unordered_set<ListNode*> visited;
        while (head != nullptr) {
            if (visited.count(head)) {
                return true;
            }
            visited.insert(head);
            head = head->next;
        }
        return false;
    }
};

快慢指针法

定义两个指针 slow 和 fast。在每次循环中，slow 指针移动一步，fast 指针移动两步。

如果链表中存在环，fast 指针最终会追上 slow 指针，此时 slow == fast，返回 true；如果 fast 指针到达链表末尾（即 fast 或 fast->next 为 nullptr），说明链表中不存在环，返回 false。

时间复杂度：O()，是链表中的节点数

空间复杂度：O(1)

class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
            return false;
        }
        ListNode* slow = head;
        ListNode* fast = head->next;
        while (slow != fast) {
            if (fast == nullptr || fast->next == nullptr) {
                return false;
            }
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        return true;
    }
};