精选力扣500题 第11题 LeetCode 141. 环形链表 c++详细题解

Posted 2021-05-24 林深时不见鹿

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• • • 1、题目
    • 2、思路
    • 3、代码

1、题目

给定一个链表，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，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。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 。

进阶：

你能用 $O(1)$（即，常量）内存解决此问题吗？

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, 104]
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

2、思路

(链表，指针扫描) $O(n)$

用两个指针从头开始扫描，第一个指针每次走一步，第二个指针每次走两步。如果走到 null，说明不存在环；否则如果两个指针相遇，则说明存在环。

为什么呢？
假设链表存在环，则当第一个指针走到环入口时，第二个指针已经走到环上的某个位置，距离环入口还差 x 步。
由于第二个指针每次比第一个指针多走一步，所以第一个指针再走 x步，两个指针就相遇了。

时间复杂度分析: 第一个指针在环上走不到一圈，所以第一个指针走的总步数小于链表总长度。而第二个指针走的路程是第一个指针的两倍，所以总时间复杂度是$O(n)$。

3、代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
 /*
 快慢指针算法 
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
    if(!head||!head->next)  return false;//如果只有一个结点或者没有结点直接返回false
    ListNode *s=head;  //慢指针
    ListNode *f=head->next; //快指针
    while(f)
    {
       s=s->next,f=f->next;
       if(!f)    return false;
       f=f->next;
       if(s==f)  return true;
    } 
    return false;
  }
};

**原题链接： 141. 环形链表

给定一个链表，判断链表中是否有环。