LeetCode 141. 环形链表

Posted 2021-06-27 Blocking The Sky

示例：

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。

代码

1、哈希

遍历所有节点，每次遍历到一个节点时，判断该节点此前是否被访问过。

class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        unordered_set<ListNode*> seen;
        while (head != nullptr) {
            if (seen.count(head)) {
                return true;
            }
            seen.insert(head);
            head = head->next;
        }
        return false;
    }
};

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。

2、快慢指针

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，如果在移动的过程中，快指针反过来追上慢指针，就说明该链表为环形链表。否则快指针将到达链表尾部，该链表不为环形链表。

class Solution {
public:
    bool 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;
    }
};

时间复杂度：O(N)，其中 N 是链表中的节点数。

当链表中不存在环时，快指针将先于慢指针到达链表尾部，链表中每个节点至多被访问两次。

当链表中存在环时，每一轮移动后，快慢指针的距离将减小一。而初始距离为环的长度，因此至多移动 N 轮。

空间复杂度：O(1)。我们只使用了两个指针的额外空间。