链表3：判断环形链表的两道高频题

Posted 2021-08-27 纵横千里，捭阖四方

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了链表3：判断环形链表的两道高频题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

LeetCode141和142又是两个密切相关的题目，而且面试时出现的频率也非常高。

题目的要求是这样的：

给定一个链表，判断链表中是否有环。例如下面这种结构：

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 。

进阶要求是你能用 O(1)内存解决此问题吗？

LeetCode142的要求是：在141的基础上，如果存在环，则返回链表开始入环的第一个节点。

一.如何判断是否有环

对于141，最容易的方法是使用Hash，遍历的时候将元素放入到map中，如果有环一定会发生碰撞。发生碰撞的位置也就是入口的位置，因此这个题so easy。如果在工程中，我们这么做就OK了。

但是如果只有 O(1)的空间该怎么做呢？我们必须逐步讨论了。

首先看如何确定是否有环，方法就是双指针，一个快指针（一次走两步），一个慢指针（一次走一步）。如果快的能到达表尾就不会有环，否则如果存在圈，则慢指针一定会在某个位置与快指针相遇。这就像在操场长跑，一个人快一个人慢，只要时间够，快的一定能在某个时候再次追上慢的人(也就是所谓的套圈)。

实现代码：

public boolean hasCycle(ListNode head) {       if(head==null || head.next==null){           return false;        }        ListNode fast=head;        ListNode slow=head;        while(fast!=null && fast.next!=null){            fast=fast.next.next;            slow=slow.next;            if(fast==slow)                return true;        }        return false;    }

这个还比较简单，关键是下面这个问题？

二.如何判断环的入口

假如存在环，如何判断环的起止位置呢？

这个问题曾让我放弃了很多次，终于想明白了。

先说结论：先按照快慢方式寻找到相遇的位置，然后将两指针分别放在链表头（X）和相遇位置（Z），并改为相同速度推进，则两指针在环开始位置相遇（Y）。

这个结论也只有刷过题才可以能知道，所以代码就很好写了，只要在上面循环中加一个处理逻辑就行了：

public class Solution {    public ListNode detectCycle(ListNode head) {        ListNode slow=head;        ListNode fast=head;        while(fast!=null&&fast.next!=null){            fast=fast.next.next;            slow=slow.next;            //利用快慢指针找相遇点              if(fast==slow){               //设置以相同速度的新指针从起始位置出发                                fast=head;                  //未相遇继续循环                  while(fast!=slow){                          slow=slow.next;                    fast=fast.next;                }                return slow;            }        }        return null;    }}