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打卡群2刷题总结1008——环形链表


leetcode第141题:环形链表

https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/


【题目】

给定一个链表,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,我们使用整数 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 。

进阶:

你能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?

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 。

【思路】

设置快慢指针,快指针每次前进两步,慢指针每次前进一步,那么只要链表有环,两指针肯定会相遇。

【代码】

python版本

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        # 快指针前进两步,满指针前进一步
        # 如果有环,肯定会相遇
        fast, slow = head, head
        while fast:
            # 指针前移
            if fast and fast.next:
                fast = fast.next.next
                slow = slow.next
            else:
                return False
            # 相遇
            if fast == slow:
                return True
        return False

【相似题目】

142. 环形链表 II

解题思路:

慢指针前进步数:step = a + b + n * c (a为进环前的元素数;b为剩余的步数,c为环的元素数)
快指针前进步数:2 * step = a + b + m * c (m > n,m - n为快指针相对于慢指针多走了多少圈)
环的起点位置,对应前进步数为a,那么:a = (m - 2n) * c - b
进一步得到:a = (m - 2n + 1) * c + (c - b)
那么,慢指针回到head,两指针都每次只移动一步,那么在此相遇点就是环的起点

代码:

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # 找到相遇点
        fast, slow = head, head
        flag = False # 没有环
        while fast:
            if fast and fast.next:
                fast = fast.next.next
                slow = slow.next
            else:
                break
            if fast == slow:
                flag = True
                break
        
        if not flag:
            return None
        
        # step = a + b + n * c (a为进环前的元素数;b为剩余的步数,c为环的元素数)
        # 2 * step = a + b + m * c (m > n,m - n为快指针相对于慢指针多走了多少圈)
        # ==> a = (m - 2n) * c - b
        # a = (m - 2n + 1) * c + (c - b)
        # 慢指针回到head,两指针都每次只移动一步,那么在此相遇点就是环的起点
        slow = head
        while fast != slow:
            fast = fast.next
            slow = slow.next
        return fast

本文分享自微信公众号 - 木又AI帮(gh_eaa31cab4b91),作者:木又

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原始发表时间:2020-10-09

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