LeetCode150道面试经典题-- 环形链表(简单)

1.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 。

2.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

提示：链表中的结构体

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */

3.思路

快慢指针：

像这种循环题目或者是追逐的题目就可以使用快慢指针算法，由于是循环的，那么除非快指针先找到null的情况下，快慢指针必定相遇，并且两者的相遇也就意味着链表的循环，因为一般情况下快指针是走的快的，慢指针走的慢，而两者速度明显不同的情况下却相遇了，那就说明链表是循环的

哈希集合：

由于循环最后就是查看是否有重合后的地址，那么只需要在往下遍历的时候将链表节点地址保存起来，在下一次遍历的时候如果下一个节点地址已经存在与哈希表中时候，那么也就意味着链表是循环的

4.代码

LeetCode代码

快慢指针：

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return false; // 链表为空或只有一个节点，必然无环
        }
        
        ListNode slowIndex = head;
        ListNode fastIndex = head;
        
        while (fastIndex != null && fastIndex.next != null) {
            slowIndex = slowIndex.next; // 慢指针每次移动一个节点
            fastIndex = fastIndex.next.next; // 快指针每次移动两个节点
            
            if (slowIndex == fastIndex) {
                return true; // 快慢指针相遇，存在环
            }
        }
        
        return false; // 快指针到达链表尾部，无环
    }
}

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

哈希集合：

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        if(head==null || head.next==null){
            return false;
        }
        while(head.next!=null){
            if(set.contains(head)){
                return true;
            }else{
                set.add(head);
                head = head.next;
            }
        }
        return false;
    }
}

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)