判断链表是否有环：C++实现详解

判断链表是否有环：C++实现详解

在C++面试中，判断链表是否有环是一个常见的面试题目。这个问题不仅考察候选人的编程能力，还考察他们对数据结构和算法的理解。本文将详细介绍如何编写一个函数来判断一个链表是否有环，并提供多种实现方法，包括哈希表法和快慢指针法。

链表节点定义

首先，我们需要定义一个链表节点类，用于表示链表中的每个节点。

struct ListNode {
   
   
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {
   
   }
};

方法一：哈希表法

哈希表法的思路是遍历链表，并将每个节点存储在一个哈希表中。如果在遍历过程中发现某个节点已经存在于哈希表中，则说明链表存在环。

#include <unordered_set>

bool hasCycleHash(ListNode* head) {
   
   
    std::unordered_set<ListNode*> nodes_seen;
    while (head != nullptr) {
   
   
        if (nodes_seen.find(head) != nodes_seen.end()) {
   
   
            return true;
        }
        nodes_seen.insert(head);
        head = head->next;
    }
    return false;
}

这种方法的时间复杂度为O(n)，空间复杂度也为O(n)，因为需要额外的空间来存储节点。

方法二：快慢指针法

快慢指针法（也称为龟兔赛跑算法）是判断链表是否有环的经典方法。我们使用两个指针，一个快指针每次移动两步，一个慢指针每次移动一步。如果链表中存在环，快指针最终会追上慢指针；如果不存在环，快指针会先到达链表的末尾。

bool hasCycleTwoPointers(ListNode* head) {
   
   
    if (head == nullptr || head->next == nullptr