Linked List Cycle 环形链表

问题描述：

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 。

$$\begin{gathered} 链表中节点的数目范围是[0,10^4] \\ -10^5<=Node.val<=10^5 \\ pos为-1或者链表中的一个有效索引 \end{gathered}$$

分析

目标就是判断链表中是否有环。

对于无环链表，依次遍历节点，最后一定是null，否则就会进入循环，之前已经访问过的节点，势必会重新访问。

所以如何知道节点是否被访问过，就是需要解决的问题。

错误

有的思路是利用节点的值，进行判断，很明显这个思路有缺陷，如果整个链表都是相同的值，就明显无法进行判断。

哈希

而使用哈希表，就可以解决这个问题，它可以保证哈希表中的元素一定是唯一的，不会重复。
这个原理可以自行Bing，GPT什么的。

所以遍历的过程中，每遇到一个新节点，就利用哈希表进行判断是否出现过，如果出现过，说明了节点一定重复访问了，从而说明 有环。
时间复杂度 $O(N)$ ,空间复杂度 $O(N)$
这个是比较常规的操作，也是大部分的思路。

升级

这个思路很典型，但是随着数据规模的增加，时空的消耗也会增加。

快慢指针

另一种是双指针，一个fast，一个slow，fast一次走2步，slow一次一步。
就像围着操场[环]跑步，fast一定会追上slow.
其实这里的双指针也叫快慢指针，该思路还可以解决链表的其他问题。

时间复杂度$O(N)$

空间复杂度$O(1)$

代码

哈希

public boolean hasCycle(ListNode head) {Set<ListNode> seen = new HashSet<ListNode>();while (head != null) {if (!seen.add(head)) {return true;}head = head.next;}return false;} 

时间复杂度$O(N)$

空间复杂度$O(N)$

快慢指针

public boolean hasCycle(ListNode head) {if(head==null||head.next==null) return false;ListNode vh = new ListNode(-1);vh.next = head;ListNode fast = head.next,slow = vh;while(fast!=null&&fast.next!=null){if(fast==slow) return true;fast = fast.next.next;slow = slow.next;}return false;}

时间复杂度$O(N)$

空间复杂度$O(1)$

Tag

LinkedList

Hash

Two Pointers