141.环形链表
- 1、题目
- 2、题目分析
- 3、解题步骤
- 4、复杂度最优解代码示例
- 5、抽象与扩展
1、题目
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:
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, 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?
- 哈希表
- 链表
- 双指针
2、题目分析
关于快慢指针为什么能检测出环,可以这么思考。 假设存在一个环: 慢指针进入环后,快指针开始追赶慢指针,此时快指针距离慢指针为r,每一次移动,r都会缩小1,在经过r次移动后,二者就会相遇
如果存在环,如何判断环的长度呢?方法是,快慢指针相遇后继续移动,直到第二次相遇。两次相遇间的移动次数即为环的长度。
原因是快慢指针相遇后,也意味在新循环里,快指针距离慢指针的长度=环形链表长度l,此时快慢指针每移动一次,l缩小1,当l缩小为0时,快慢指针相遇。而期间移动的次数就是l的长度。
3、解题步骤
1、定义快慢指针为头结点
2、遍历链表,直到遍历到了链表尾。fast指针至少跟slow一起到链表尾,故是否有链表尾,只要判断fast指针即可
3、在快慢指针移动后再比较,排除初始都指向头结点的情况。如果有环,则链表没有尾,所以在这个判断里结束
4、复杂度最优解代码示例
public boolean hasCycle(ListNode head) {ListNode fast = head;ListNode slow = head;while (fast != null && fast.next != null) {// 遍历链表,直到遍历到了链表尾。fast指针至少跟slow一起到链表尾,故是否有链表尾,只要判断fast指针即可fast = fast.next.next;slow = slow.next;if (fast == slow) {// 在指针移动后再比较,排除初始都指向头结点的情况。如果有环,则链表没有尾,所以在这个判断里结束return true;}}return false;}
5、抽象与扩展
环形链表的使用场景:
环形缓冲区:在数据处理中,环形缓冲区是一个重要的概念。环形缓冲区使用环形链表来实现,当缓冲区满时,新的数据会覆盖旧的数据。