力扣经典150题第五十六题: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
示例 1:
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:
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:
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, 10^4]
- -10^5 <= Node.val <= 10^5
- pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引。
解题思路
使用快慢指针可以判断链表中是否有环。快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步,如果存在环,两个指针最终会在环中相遇。
具体步骤如下:
- 初始化快指针 fast 和慢指针 slow 指向头节点 head。
- 使用循环,每次将快指针移动两步,慢指针移动一步,直到快指针和慢指针相遇,或者快指针到达链表末尾。
- 如果快指针到达链表末尾,说明链表中不存在环,返回 false。
- 如果快指针和慢指针相遇,说明链表中存在环,返回 true。
以下是 Java 代码示例:
class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; next = null; } } public class LinkedListCycle { public boolean 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; } public static void main(String[] args) { LinkedListCycle solution = new LinkedListCycle(); // 创建链表示例 ListNode head1 = new ListNode(3); ListNode node1 = new ListNode(2); ListNode node2 = new ListNode(0); ListNode node3 = new ListNode(-4); head1.next = node1; node1.next = node2; node2.next = node3; node3.next = node1; // 构成环 ListNode head2 = new ListNode(1); ListNode node4 = new ListNode(2); head2.next = node4; node4.next = head2; // 构成环 ListNode head3 = new ListNode(1); // 不构成环 // 测试示例 System.out.println(solution.hasCycle(head1)); // 输出:true System.out.println(solution.hasCycle(head2)); // 输出:true System.out.println(solution.hasCycle(head3)); // 输出:false } } 该代码使用了快慢指针的方法判断链表中是否存在环,具有时间复杂度 O(N) 和空间复杂度 O(1) 的特性。