141.环形链表

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 。

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。

进阶：

你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

解法一集合记录

使用集合记录已经遍历过的节点，如果再次遍历到那么它就是一个环形链表

1. 记录可以使用 Array、Set 等数据结构，只要能存储就可以了。
2. 在遍历的时候如果集合里没有这个节点就存储进去；如果有这个节点，证明再次遍历到了这个节点，那么它就是一个环形链表。

代码实现

由于使用空间保存了每个节点，这时的空间复杂度 O(n)。

/**
 * @param {ListNode} head
 * @return {boolean}
 */
var hasCycle = function (head) {
  // 创建一个集合记录
  let cache = new Set()
  while (head) {
    // 如果已经存在，证明已经遍历过一次了，那么它就是一个环形链表。
    if (cache.has(head)) {
      return true
    } else {
      cache.add(head)
    }
    head = head.next
  }
  return false
}

// ===================================================================
// ========================== @test ==================================
// ===================================================================
let ListNode = {
  val: 1,
  next: {
    val: 2,
    next: {
      val: 3,
      next: null,
    },
  },
}
ListNode.next.next.next = ListNode.next

console.log(hasCycle(ListNode)) // true

解法二之快慢指针

如果是一个圆，快指针最终都会追上慢指针

如操场跑步，一个人跑的快(fast)、一个人跑的慢(slow)，迟早跑的快的会追上跑的慢的(多跑了一圈)。

1. 首先快的和慢的都是从起点出发的。快的跑两步，慢的跑一步。
2. 如果快的会先到达终点，证明不是一个环形。
3. 如果两者会再次相遇（节点相等），证明是一个环形。

代码实现

没有使用额外的空间，这时空间复杂度 O(1)。

/**
 * @param {ListNode} head
 * @return {boolean}
 */
var hasCycle = function (head) {
  let fast = head
  let slow = head
  // 如果快的到达终点，那么它不是一个环形链表。
  while (fast && fast.next) {
    // 快的跑两步
    fast = fast.next.next
    // 慢的跑一步
    slow = slow.next
    // 如果快的追上了慢的，那么它就是一个环形链表。
    if (fast === slow) {
      return true
    }
  }
  return false
}
// @lc code=end

// ===================================================================
// ========================== @test ==================================
// ===================================================================
let ListNode = {
  val: 1,
  next: {
    val: 2,
    next: {
      val: 3,
      next: null,
    },
  },
}
ListNode.next.next.next = ListNode.next

console.log(hasCycle(ListNode)) // true

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