給定一個連結清單,判斷連結清單中是否有環。
為了表示給定連結清單中的環,我們使用整數
pos
來表示連結清單尾連接配接到連結清單中的位置(索引從 0 開始)。 如果 pos
是 -1
,則在該連結清單中沒有環。
Given a linked list, determine if it has a cycle in it.
To represent a cycle in the given linked list, we use an integer
pos
which represents the position (0-indexed) in the linked list where tail connects to. If pos
is -1
, then there is no cycle in the linked list.
示例 1:
輸入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
輸出:true
解釋:連結清單中有一個環,其尾部連接配接到第二個節點。

示例 2:
輸入:head = [1,2], pos = 0
輸出:true
解釋:連結清單中有一個環,其尾部連接配接到第一個節點。
示例 3:
輸入:head = [1], pos = -1
輸出:false
解釋:連結清單中沒有環。
進階:
你能用 O(1)(即,常量)記憶體解決此問題嗎?
Follow up:
Can you solve it using O(1) (i.e. constant) memory?
解題思路:
從頭節點向後周遊整個連結清單隻要周遊到節點為 null ,就證明不是環形,而如果周遊到一個節點的位址之前存在過就證明有環。
1、哈希表:
解決重複問題最容易想到的資料結構就是哈希表,哈希表添加節點時隻要發現節點已經存在了,證明就有環形連結清單。并且哈希表查找和插入複雜度都為O(1),但是空間複雜度會随着原連結清單長度而增大:O(n),總的來說:
- 時間複雜度:O(n),雖然哈希表的查找和添加操作的時間複雜度是 O(1) ,但是先需要周遊連結清單然後插入,周遊的複雜度是O(n)
- 空間複雜度:O(n),最多需要儲存連結清單的 n個節點
2、雙指針:
這道題就如同國小跑步問題,假設有兩個人(雙指針)一個快一個慢,不停地向前跑,如果跑得快的那個最後到終點了(遇到空節點 null),就證明是直線跑道(沒有環形連結清單)。
如果是存在環形跑道(環形連結清單):兩個人一起跑步(雙指針)一個快一個慢,那麼這兩個人因為速度不同,在環形跑道裡跑得快的那個人一定會追上慢的。即兩個指針相遇了,證明存在環形連結清單。
空間複雜度為O(1),即進階要求的常量記憶體。
哈希表解題:
Java:
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if (head == null) return false;//如果是空連結清單直接傳回
Set<ListNode> nodeSet = new HashSet<>();//構造哈希表
while (head.next != null) {//連結清單下一個不為空
if (nodeSet.contains(head)) return true;//哈希表包含該節點則存在環形連結清單
nodeSet.add(head);//加入節點
head = head.next;//下移一位
}
return false;
}
}
Python:
class Solution(object):
def hasCycle(self, head):
"""
:type head: ListNode
:rtype: bool
"""
if head is None:
return False
hashSet=set()#構造集合
while(head.next is not None):
if head in hashSet:#是否已存在
return True
hashSet.add(head)
head=head.next
return False
雙指針解題:
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null) {
return false;
}
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {//快指針及其下一位是否為空
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if (slow == fast) {//如果相遇,存在環形連結清單
return true;
}
}
return false;
}
}
class Solution(object):
def hasCycle(self, head):
"""
:type head: ListNode
:rtype: bool
"""
if head is None or head.next is None:
return False
slow, fast = head, head
while fast is not None and fast.next is not None:
slow, fast = slow.next, fast.next.next
if slow == fast:
return True
return False
擴充:
python 中is 與 == 差別 :
is 用于判斷兩個變量引用對象(即記憶體位址)是否為同一個, == 用于判斷引用變量的值是否相等。
而Python出于對性能的考慮,不可變對象、同一代碼塊中的對象、值相同的對象,都不會重複建立,而是直接引用已經存在的對象。
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