LeetCode.141 环形链表

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题目描述：

141. 环形链表 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

给定一个链表，判断链表中是否有环。

若是链表中有某个节点，能够经过连续跟踪 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，咱们使用整数 pos 来表示链表尾链接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 若是 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不做为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际状况。

若是链表中存在环，则返回 true 。 不然，返回 false 。

进阶：

你能用  $O(1)$（即，常量）内存解决此问题吗？

示例一

输入： head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出： true
解释： 链表中有一个环，其尾部链接到第二个节点。
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示例二

输入： head = [1,2], pos = 0
输出： true
解释： 链表中有一个环，其尾部链接到第一个节点。
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示例三

输入： head = [1], pos = -1
输出： false
解释： 链表中没有环。
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思路分析

节点计数法

最容易的就是遍历链表了，循环访问每一个列表，存入HashSet，利用HashSet不可重复的特性，若是咱们添加节点失败，就说明这个节点以前添加过，天然就是有环的，反之无环。

AC代码

class Solution {
    fun hasCycle(head: ListNode?): Boolean {
        val set = mutableSetOf<ListNode>()
        var p = head
        while (null != p) {
            if (!set.add(p)) {
                return true
            }
            p = p.next
        }
        return false
    }
}
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快慢指针

要判断列表中是否有环，能够定义一个慢指针slow指向链表的头结点，快指针fast指向头结点的下一个结点。而后，慢指针slow每次向前移动一个位置，快指针fast每次向前移动两个位置。这样，若是链表中存在环，快指针就会先进入环，而后追上慢指针。

具体思路，可参考此题解中的动画演示：

AC代码

class Solution {
    fun hasCycle(head: ListNode?): Boolean {
        if (null == head || null == head?.next) {
            return false
        }
        var slow = head
        var fast = head?.next
        while (slow != fast) {
            if (null == fast || null == fast?.next) {
                return false
            }
            slow = slow?.next
            fast = fast?.next?.next
        }
        return true
    }
}
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总结

摘自官解：

「Floyd 判圈算法」（又称龟兔赛跑算法）

假想「乌龟」和「兔子」在链表上移动，「兔子」跑得快，「乌龟」跑得慢。当「乌龟」和「兔子」从链表上的同一个节点开始移动时，若是该链表中没有环，那么「兔子」将一直处于「乌龟」的前方；若是该链表中有环，那么「兔子」会先于「乌龟」进入环，而且一直在环内移动。等到「乌龟」进入环时，因为「兔子」的速度快，它必定会在某个时刻与乌龟相遇，即套了「乌龟」若干圈。

咱们能够根据上述思路来解决本题。具体地，咱们定义两个指针，一快一满。慢指针每次只移动一步，而快指针每次移动两步。初始时，慢指针在位置 head，而快指针在位置 head.next。这样一来，若是在移动的过程当中，快指针反过来追上慢指针，就说明该链表为环形链表。不然快指针将到达链表尾部，该链表不为环形链表。

若是咱们知道这个算法的话，那么要求的进阶答案其实就迎刃而解了。

参考

环形链表 - 环形链表 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

动画演示 快慢指针 #141环形链表 - 环形链表 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

扩展阅读

一文搞定常见的链表问题 (欢迎交流 - 环形链表 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)