141. 环形链表

难度: 简单

来源: 每日一题 2023.07.29

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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 。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {

    }
}

分析与题解

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• 快慢指针法

  一个链表是否有环, 这个问题算的上我很早就做的前期题, 这个的题目解题思路就是快慢指针法.

  • 定义两个指针, 一个移动速度为1.

    firstNode = firstNode.next;
    

  • 第二个指针的移动速度为2.

    secondNode = secondNode.next.next;
    

  • 如果链表有环, 不管转几圈, 两者必然会有一个时间点相遇, 这就是整个题解的核心.

    while(firstNode != null && secondNode != null) {
        if(firstNode == secondNode) {
            return true;
        }
        if (secondNode.next == null) {
            secondNode = null;
        } else {
            secondNode = secondNode.next.next;
        }
        firstNode = firstNode.next;
    }
    

  • 如果一个正常链表没有环,那么这两个指针移动到最后就会变成 null , 这也是停止循环的条件.

  整个解题过程如下所示.

  /**
  * Definition for singly-linked list.
  * class ListNode {
  *     int val;
  *     ListNode next;
  *     ListNode(int x) {
  *         val = x;
  *         next = null;
  *     }
  * }
  */
  public class Solution {
      public boolean hasCycle(ListNode head) {
          // 判断有环就用两个快慢指针
          ListNode firstNode = head, secondNode = head;
          if (head == null || head.next == null) {
              return false;
          } else {
              secondNode = head.next.next;
          }
          while(firstNode != null && secondNode != null) {
              if(firstNode == secondNode) {
                  return true;
              }
              if (secondNode.next == null) {
                  secondNode = null;
              } else {
                  secondNode = secondNode.next.next;
              }
              firstNode = firstNode.next;
          }
          return false;
      }
  }
  

  复杂度分析:

  • 时间复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(1)

  结果如下所示.