力扣经典150题第五十六题:环形链表

简介: 力扣经典150题第五十六题:环形链表

力扣经典150题第五十六题:环形链表

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。

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。

解题思路

使用快慢指针可以判断链表中是否有环。快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步,如果存在环,两个指针最终会在环中相遇。

具体步骤如下:

  1. 初始化快指针 fast 和慢指针 slow 指向头节点 head。
  2. 使用循环,每次将快指针移动两步,慢指针移动一步,直到快指针和慢指针相遇,或者快指针到达链表末尾。
  3. 如果快指针到达链表末尾,说明链表中不存在环,返回 false。
  4. 如果快指针和慢指针相遇,说明链表中存在环,返回 true。

以下是 Java 代码示例:

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int x) {
        val = x;
        next = null;
    }
}
public class LinkedListCycle {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return false;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (slow != fast) {
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return false;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }
    public static void main(String[] args) {
        LinkedListCycle solution = new LinkedListCycle();
        // 创建链表示例
        ListNode head1 = new ListNode(3);
        ListNode node1 = new ListNode(2);
        ListNode node2 = new ListNode(0);
        ListNode node3 = new ListNode(-4);
        head1.next = node1;
        node1.next = node2;
        node2.next = node3;
        node3.next = node1; // 构成环
        ListNode head2 = new ListNode(1);
        ListNode node4 = new ListNode(2);
        head2.next = node4;
        node4.next = head2; // 构成环
        ListNode head3 = new ListNode(1); // 不构成环
        // 测试示例
        System.out.println(solution.hasCycle(head1)); // 输出:true
        System.out.println(solution.hasCycle(head2)); // 输出:true
        System.out.println(solution.hasCycle(head3)); // 输出:false
    }
}
该代码使用了快慢指针的方法判断链表中是否存在环,具有时间复杂度 O(N) 和空间复杂度 O(1) 的特性。
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