141. 环形链表

给你一个链表的头节点 head ，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，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。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 。

示例 1：

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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：

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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：

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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 。

进阶：你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

题解：

解法1：集合

使用集合来存储已经遍历过的节点，如果某一节点已经存在于集合中，则证明链表中存在环

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public boolean hasCycle(ListNode head) {
    //存储已经遍历过的节点集合
    HashSet<ListNode> set = new HashSet<>();
    ListNode cur = head;
    while (cur != null){
        //当前节点在集合中出现过
        if (!set.add(cur)){
            return true;
        }
        cur = cur.next;
    }
    return false;

}
  • 时间复杂度：O(N)
  • 空间复杂度：O(N)

解法2：快慢指针

使用一个快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步，如果链表中有环，则快指针会先一步进入环中，等待慢指针同样进入环，但是由于快指针的移动速度比慢指针块，所以快慢指针一定会在环中的某个节点相遇，即实现了快指针对慢指针的套圈。

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//快慢指针
public boolean hasCycle(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null){
        return false;
    }

    ListNode dummy = new ListNode();
    dummy.next = head;

    //这里快慢指针所指向的节点不能相同，否则不会进入循环
    ListNode slow = dummy;
    ListNode fast = head;


    while (slow != fast) {
        //到达尾节点
        if (fast == null || fast.next == null) {
            return false;
        }

        //更新指针
        slow = slow.next;
        fast = fast.next.next;


    }

    return true;
  • 时间复杂度：O(N)
  • 空间复杂度：O(1)，只用到了两个指针