算法课预习

Posted 2021-08-02 大数据Manor

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了算法课预习相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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141. 环形链表

题目描述:
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：
在这里插入图片描述
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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

LeetCode上比较好理解的思路

汽车能否追上自行车

判断链表有没有环，使用快慢指针，这个技巧如何想到的？也许要从现实生活中的例子说起。

举例一

小汽车和自行车从跑道的起点同时出发
如果没有环道，那么小汽车永远离自行车而去
如果有环道，最终小汽车最终会追上自行车
举例二

大家初高中时候，学校操场的环形跑道上举行万米长跑，跑的快的学生经常会追上跑的慢的学生，也就是跑的快的学生第一次追上跑的慢的学生的时候，实际跑的快的学生比跑的慢的学生多跑了一圈。

归纳法证明

有环形跑道，小汽车一定能追上自行车的证明，前提小汽车比自行车跑得快（快 2 倍），理所当然…

情况1：如果小汽车与自行车差距 0 个车位，那么下一次“移动”必然”追上“
在这里插入图片描述

情况2：如果小汽车与自行车差距 1 个车位，那么经过 2 次”移动“之后，必然”追上“

在这里插入图片描述
情况3: 如果小汽车与自行车差距 2 个车位，经过 1 次”移动“之后，与“情况2” 相同，它们距离 1 个车位。

在这里插入图片描述

…（此处省略几万字，^_）

绘制动图辅助理解

在这里插入图片描述

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        // 快慢指针 Java中准确来说称为 对象的引用
        ListNode car = head;
        ListNode bike = head;

        // 循环内 bike 每次后移一个结点， car 每次后移 2 个结点
        // car 和 car.next 需要不为空，否则会发生 空指针异常
        // car 不为空，那么 bike 肯定也不为空
        while(car != null && car.next != null) {
            bike = bike.next;
            car = car.next.next;

            // 汽车追上自行车了，有环路
            if(car == bike) return true;
        }
        return false;        
    }
}

作者：caddy-k
链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/solution/yuan-lai-hui-luo-ji-qing-xi-jian-dan-yi-7o8tx/
来源：力扣（LeetCode）
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