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leetcode 141 环形链表

晚熟的猫 2022-03-30 阅读 69

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 。
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。

哈希表

思路1: 用哈希表记录访问过的节点,遍历整个链表,如果出现重复的结点就说明有环。java实现使用了HashSet的add方法,使用此方法不能添加哈希集合中已经有的元素。并且会返回返回值。

  • 时间复杂度:O(N),其中 N 是链表中的节点数。最坏情况下我们需要遍历每个节点一次。

  • 空间复杂度:O(N),其中 N 是链表中的节点数。主要为哈希表的开销,最坏情况下我们需要将每个节点插入到哈希表中一次。

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        //创建一个哈希表
        Set<ListNode> set = new HashSet<ListNode>();
        while(head != null){
            //如果遍历过
            if (!set.add(head)) {//加入重复元素会返回false
                return true;
            }
            head = head.next;
        }
        return false;
    }
}

双指针

思路2: 定义快慢指针,快指针一次前进两步,慢指针一次前进一步。如果有环快指针最后能追上慢指针。如果没有环,快指针会先到达链表尾部。

  • 时间复杂度:O(N),其中 N 是链表中的节点数。
  • 空间复杂度:O(1),我们只使用了两个指针的额外空间。
public class Solution {
    //双指针(龟兔赛跑算法)
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        //特殊情况的判断
        if(head == null || head.next == null){
            return false;
        }
        //定义快慢指针
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while(slow != fast){
            //如果快指针到头了
            if(fast == null || fast.next == null){
                return false;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }
}
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