大家好,我是小魔龙,Unity3D软件工程师,VR、AR,虚拟仿真方向,不定时更新软件开发技巧,生活感悟,觉得有用记得一键三连哦。
一、题目
1、算法题目
“给定一个链表的头节点,判断链表中是否有环。”
2、题目描述
给定一个链表的头节点 head ,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。
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)。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。
不允许修改 链表。
示例 1: 输入: head = [3,2,0,-4], pos = 1 输出: 返回索引为 1 的链表节点 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: 返回索引为 0 的链表节点 解释: 链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。
二、解题
1、思路分析
这道题跟141题环形链表类似,解法也类似,也是可以使用哈希表来解题。
遍历所有节点,每到达一个节点,就判断该节点是否存在于哈希表中,存在说明是环形链表,不存在就将该节点加入到哈希表中,直到遍历结束。
在上一篇文章中我提到可以使用双指针,那么这道题就用双指针来解吧。
使用双指针,用快慢指针,快指针每次走两步,慢指针每次走一步。
当快指针追上慢指针则表示有环。
如果快指针指向null,这说明链表没环。
2、代码实现
代码参考:
public class Solution { public ListNode detectCycle(ListNode head) { if (head == null) { return null; } ListNode slow = head, fast = head; while (fast != null) { slow = slow.next; if (fast.next != null) { fast = fast.next.next; } else { return null; } if (fast == slow) { ListNode ptr = head; while (ptr != slow) { ptr = ptr.next; slow = slow.next; } return ptr; } } return null; } }
3、时间复杂度
时间复杂度:O(N)
其中N是链表中的节点数。
空间复杂度:O(1)
只是用了几个指针变量。
三、总结
总结一下为何慢指针第一圈走不完一定会和快指针相遇:
第一步,快指针先进入环
第二步:当慢指针刚到达环的入口时,快指针此时在环中的某个位置(也可能此时相遇)
第三步:设此时快指针和慢指针距离为x,若在第二步相遇,则x = 0;
第四步:设环的周长为n,那么看成快指针追赶慢指针,需要追赶n-x;
第五步:快指针每次都追赶慢指针1个单位,设慢指针速度1/s,快指针2/s,那么追赶需要(n-x)s
第六步:在n-x秒内,慢指针走了n-x单位,因为x>=0,则慢指针走的路程小于等于n,即走不完一圈就和快指针相遇