环形链表

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

方法一：快慢指针

我们定义两个指针，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。

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/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
  public boolean hasCycle(ListNode head) {
    ListNode fast = head, slow = head;
    while(fast != null && fast.next != null ) {
      slow = slow.next;
      fast = fast.next.next;
      if(slow == fast) return true;
    }
    return false;
  }
}

var hasCycle = function(head) {
    let fast = head, slow = head
    while(fast && fast.next) {
        fast = fast.next.next
        slow = slow.next
        if(fast === slow) return true
    }
    return false
};

复杂度分析

  • 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。

执行结果：通过

  • 执行用时：0 ms, 在所有 Java 提交中击败了100.00%的用户

  • 内存消耗：39.2 MB, 在所有 Java 提交中击败了79.45%的用户