数据结构与算法 | Leetcode 141. Linked List Cycle

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前面,我们实现了链表的 反转 操作,本篇来聊聊,如何检测单链表中的环。

单链表环检测

Leetcode 141. Linked List Cycle

有两种方法来解决这个问题:

使用Hashing

思路

定义一个Map,当循环遍历Linked List时,依次将Node放入Map中,等到循环到下一轮时,检查Node是否存在于Map中,若存在则表示有环存在。

实现

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/**
* 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) {
Map map = new IdentityHashMap();
for(ListNode x = head; x != null;){
if(map.containsKey(x)){
return true;
}
map.put(x, null);
x = x.next;
}
return false;
}
}

Floyd判圈算法

这一种方法,不上网查资料是怎么也想不到的,非常巧妙!!!

Floyd判圈算法

如果有限状态机、迭代函数或者链表上存在环,那么在某个环上以不同速度前进的2个指针)必定会在某个时刻相遇。同时显然地,如果从同一个起点(即使这个起点不在某个环上)同时开始以不同速度前进的2个指针最终相遇,那么可以判定存在一个环,且可以求出2者相遇处所在的环的起点与长度。

从Linked List的Head节点出发,我们定义两个移动指针,一个的移动速度为每次前进一个节点,另一个每次前进两个节点。然后判断这两个指针移动后的结果是否相等。

这就类似于两个人在操场上的跑步一样,一个快,一个慢,他们总会在某一个位置相遇。

代码

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/**
* 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) {
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while(fast != null && fast.next != null){
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if(slow == fast){
return true;
}
}
return false;
}
}

这两种方式的时间复杂度均为O(n),空间复杂度均为O(1).

相关练习

参考资料

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