使用快慢指针判断链表是否有环

今天做到leetcode 141: Linked List Cycle，判断链表是否存在环，因为看到题目中的val都是整数，所以我是将每个node用1.1作为值去mark了，如果head.next的val是1.1，就说明我指向的下个结点已经走过了，这就是一个环，如果走到最后head走到None了还没返回True，那么这个链表就是没有环的，return False。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution(object):
    def hasCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: bool
        """
        while head!= None:
            if head.val == 1.1:
                return True
            if head.next != head:
                head.val = 1.1
                head = head.next
            else:
                return True
        
        return False

有点取巧地用了val都是整数来用浮点数进行mark走过的结点，问题给出的标准解答是用快慢指针，代码如下

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

class Solution(object):
    def hasCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: bool
        """
        try:
            slow = head
            fast = head.next
            while slow is not fast:
                slow = slow.next
                fast = fast.next.next
            return True
        except:
            return False

快慢指针为什么能判断单链表是否有环呢，就像在大学跑5000米一样，我们的场地都是400米的圈。假设跑的距离足够长，现在有一位跑的快的选手和跑的慢的选手，如果是跑圈圈的话，快人肯定会领先慢人一圈后又追上他，甩他一圈。如果没有圈圈，跑直线的话，快人永远在慢人前面，不会再跟他相遇了。

在单链表里，快人就是快指针，慢人就是慢指针，有环的情况就是他们俩跑圈圈，起跑后快指针总会再一次与慢指针相遇，无环的情况就是起跑后他们不会再相遇。

如何来创造快指针和慢指针呢，我们设定快指针一次跨两步（每次更新为fast = fast.next.next)，慢指针一次跨一步(slow = slow.next)

接下来进行判断，用while循环来一直更新快慢指针的跑动，条件是只要没有追上就一直更新，让他继续跑，满足快慢指针相等时结束while循环（while slow is not fast)。结束了后return True，因为我快慢指针相遇了，必存在环。如果快指针都跑到终点了(None)或者fast.next到终点了，那么这就是个直线赛道，return False。

还有其他应用比如找有序链表的中位数，找到链表中倒数第K个结点，都用到了快指针达到终点时，慢指针到达位置是我们想要的位置这一属性。

总结一下：
快慢指针有两个好用的地方

1. 如果有环，快指针必然会再次与慢指针相遇
2. 快指针到终点时，慢指针的位置可以成为我们需要的元素，这取决于我们队两个指针步长的设计