【Java版oj】环形链表

妖狐艹你老母 2024-04-01 09:43 66阅读 0赞

**目录**

一、原题再现

二、问题分析

三、完整代码

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> ## 一、原题再现 ##
> 
> [141. 环形链表][141.]
> 
> 难度简单1650
> 
> 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 1：**
> 
> ![a96884e46b7b8ea8f0b1a6a7e3a9692c.png][]
> 
>     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：**
> 
> ![eabd7d2575bcdac946e9bab2c992730e.png][]
> 
>     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：**
> 
> ![bc5a5cb7d3ace29158543c0aea9b3fa0.png][]
> 
>     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, 104]`
>  *  `-105 <= Node.val <= 105`
>  *  `pos` 为 `-1` 或者链表中的一个 **有效索引** 。

> ## 二、问题分析 ##
> 
> 链表带环示意图：
> 
> 对于链表带环问题，如果我们遍历所有结点，就如上图红线所示，找不到结点指向空的时候，故而当找不到结点.next==null时一定会如上图所示在黄圈内形成闭环。但是如果要以结点.next!=null为循环条件完成本题就大错特错了，这不算一个算法，无法确定最后，遍历三年、十年都找不到，不能判断是有闭环形成的还是没有到最后形成的。
> 
> 还有人可能会想到遍历到同一个结点就算是找到闭环了，但是这种方法要保存遍历过的所有结点，在已经遍历过的结点中查找是否存在相等，时间复杂度是O(n)，空间复杂度也是O(n)。其实这也是个直接不错的想法，这个等本人学到哈希表的时候再做讲解哈(\*^▽^\*)
> 
> 本题要使用的是一种快慢双指针的方式，前面文章有多题也是运用这种算法思想。在此在线点击，获得巩固加深☞
> 
> [http://t.csdn.cn/UInf9][http_t.csdn.cn_UInf9] [链表中倒数第k个结点\_牛客题霸\_牛客网][k]
> 
> [http://t.csdn.cn/8S6wd][http_t.csdn.cn_8S6wd] [876. 链表的中间结点][876.]
> 
> 快慢指针，即慢指针一次走一步，快指针一次走两步，两个指针从链表起始位置开始运行，如果链表带环则一定会在环中相遇，否则快指针率先走到链表的末尾。
> 
> 这里可能大家有一个疑问：为什么快指针每次走两步，慢指针走一步就可以，而不是快指针走三步、四步呢？  
> 假设链表带环，两个指针最后都会进入环，快指针先进环，慢指针后进环。当慢指针刚进环时，可能就和快指针相遇了，最差情况下两个指针之间的距离刚好就是环的长度。此时，两个指针每移动一次，之间的距离就缩小一步，不会出现每次刚好是套圈的情况，因此：在慢指针走到一圈之前，快指针肯定是可以追上慢指针的，即相遇。  
> ![a9820afee1154e9bb52c743c3de1a72e.png][]

> ## 三、完整代码 ##
> 
>     /**
>      * Definition for singly-linked list.
>      * class ListNode {
>      *     int val;
>      *     ListNode next;
>      *     ListNode(int x) {
>      *         val = x;
>      *         next = null;
>      *     }
>      * }
>      */
>     public class Solution {
>           public boolean hasCycle(ListNode head) {
>             ListNode fast=head;
>             ListNode slow=head;
>            while(true){
>                if(fast==null) {
>                    break;
>                }
>                fast=fast.next;
>                slow=slow.next;
>                if(fast==null){
>                    break;
>                }
>                fast=fast.next;
>                if(fast==slow){
>                    break;
>                }
>            }
>             // fast == null || fast == slow
>             // fast == null : 链表不带环
>             // fast == slow : 链表带环
>             if(fast==null){
>                 return false;
>             }else{
>                 return  true;
>             }
>         }
>     }
> 
> ![1e8eead41d0941d4aaa83fb5edc5d95a.png][]

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![7687f88e36a643888e4480a513326203.png][]

[141.]: https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/
[a96884e46b7b8ea8f0b1a6a7e3a9692c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/911cc3f3cbac4c8ea35586eed189eaea.png
[eabd7d2575bcdac946e9bab2c992730e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/0af50a85872b4cac85873a20d277c4f0.png
[bc5a5cb7d3ace29158543c0aea9b3fa0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/3e81b1eead90463d8366e3f8905b26bc.png
[http_t.csdn.cn_UInf9]: http://t.csdn.cn/UInf9
[k]: https://www.nowcoder.com/practice/529d3ae5a407492994ad2a246518148a?tpId=13&&tqId=11167&rp=2&ru=/activity/oj&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking
[http_t.csdn.cn_8S6wd]: http://t.csdn.cn/8S6wd
[876.]: https://leetcode.cn/problems/middle-of-the-linked-list/
[a9820afee1154e9bb52c743c3de1a72e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/1e83587ea98a4034b8cccc8d1d4c7379.png
[1e8eead41d0941d4aaa83fb5edc5d95a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/27d75ee176a5464d98894b32e4c8bc43.png
[7687f88e36a643888e4480a513326203.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/e304f1f2ad1f4db4a3a962afb12d6055.png