LeetCode141. 环形链表&&判断链表是否有环

题目要求

原题目链接：141. 环形链表
题目要求如下：

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）。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 。

示例如下：

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。

ListNode节点结构如下：

  class ListNode {
      int val;
      ListNode next;
      ListNode(int x) {
          val = x;
          next = null;
      }
  }

解法1：Set集合储存遍历过的节点

思路

根本思路是在遍历过程中判断当前被遍历的节点此前是否被访问过。

链表如果成环的情况下，那么意味着链表中的环部分在遍历过程中一定会被多次遍历，那么只需要将遍历过的节点保存在一个容器中，每次遍历在容器中进行搜索判断，如果容器中已经存在了当前遍历的节点，则说明当前链表有环，且第一个重复出现的节点就是环的入口节点。

复杂度

• 时间复杂度：O(n)，最坏情况是一次对链表的遍历
• 空间复杂度：O(n)，最坏的情况是额外存储整个链表

n为链表中的节点数

AC代码

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        HashSet<ListNode> hashSet = new HashSet<>();
        while(head != null){
            if(hashSet.contains(head)){
                return true;
            }
            hashSet.add(head);
            head = head.next;
        }       
        return false;
   }
}

解法2：快慢指针

思路

设置两个指针对链表进行遍历，指针遍历速度一快一慢。

• 链表中无环的情况：快指针最终会先遍历完链表，快指针遍历结束等于null时表示链表无环。
• 链表中有环的情况：在环路中，两个指针一快一慢的遍历，最总速度快的指针一定会追上速度慢的指针，也就是说如果在遍历过程中发现快指针和慢指针的指向相同，意味着链表有环。

复杂度

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)，只额外需要两个指针

n为链表中的节点数

AC代码

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while(fast != null){
            fast = fast.next;
            if(fast == null){
                return false;
            }
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}