判断一个链表是否为循环单链表

本文介绍了一种通过快慢指针来判断单链表是否为循环链表的方法。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。如果是循环链表,快慢指针最终会相遇;如果不是,则快指针会先到达链表尾部。

判断一个链表是否为循环单链表:

#设置两个指针(fast, slow),slow步长为1,fast步长为2,

大概的思路如下:
如果链表为循环单链表,则fast与slow必定相遇。
如果链表不为循环单链表,则fast必定先指向NULL。

int IsLoopList(list *head)
{  
    list *s = head->next;        //慢指针
    list *f = head->next->next;  //快指针
 
    if ((NULL == head) || (NULL == head->next))
    {
        return -1;
    }

    while ((s != NULL) && (f != NULL) && (f->next != NULL))
    {
       if (s == f)
       {
           return 0;  //是循环单链表
       }
 
       s = s->next; 
       f = f->next->next;
    }  
 
    return -1;
} 


### 判断单链表是否存在环的算法 判断单链表是否存在环的常见方法是使用 **快慢指针算法**(也称为 Floyd's Cycle Detection Algorithm)。以下是该算法的核心思想和实现方式: #### 核心思想 1. 定义两个指针一个指针(`slow`)和一个指针(`fast`),初始时都指向链表的头节点。 2. 慢指针每次移动一步,而快指针每次移动两步。 3. 如果链表中不存在环,则快指针会先到达链表的尾部(即指向空节点 `NULL` 或 `None`),此时可以判断链表无环[^4]。 4. 如果链表中存在环,那么快指针最终会追上慢指针,二者会在某个节点相遇。如果在遍历过程中出现了相遇,则可以判断链表有环[^5]。 #### 算法步骤 - 初始化两个指针 `slow` 和 `fast` 都指向链表的头节点。 - 遍历链表: - 如果 `fast` 或 `fast.next` 为 `NULL`,则链表无环,返回 `false`。 - 否则,更新指针:`slow` 移动一步,`fast` 移动两步。 - 如果 `slow` 和 `fast` 相遇,则链表有环,返回 `true`。 #### 示例代码 以下是一个用 Python 实现的示例代码: ```python class ListNode: def __init__(self, value=0, next=None): self.value = value self.next = next def hasCycle(head: ListNode) -> bool: if not head or not head.next: return False # 如果链表为空或只有一个节点,则无环 slow = head fast = head while fast and fast.next: slow = slow.next # 慢指针移动一步 fast = fast.next.next # 快指针移动两步 if slow == fast: # 如果快慢指针相遇,则有环 return True return False # 如果快指针到达链表尾部,则无环 ``` #### 时间与空间复杂度 - **时间复杂度**:O(n),其中 n 是链表中的节点数。最坏情况下,快指针需要遍历整个链表一次才能确定是否有环[^3]。 - **空间复杂度**:O(1),只使用了常量级别的额外空间。 ### 注意事项 - 如果链表为空或只有一个节点且没有后续节点,则可以直接判定为无环。 - 在实际应用中,确保链表结构正确,避免出现空指针异常。
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