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图解LeetCode——141. 环形链表

爪哇缪斯 2024-06-17 10:47:09
简介图解LeetCode——141. 环形链表

一、题目

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 。

二、示例

2.1> 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。

2.2> 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。

2.3> 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, 10^4]
  • -10^5 <= Node.val <= 10^5
  • pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

进阶:

  • 你能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?

三、解题思路

3.1> 思路1:采用Set保存已遍历过的元素

根据题目描述,我们需要判断某一个链表是否是环形链表,那么环形链表的判断标准就是:在遍历链表的过程中,再次遇到了相同的节点。那么,最容易想到的解题方式就是,我们创建一个Set集合,然后从head头开始遍历链表,在遍历及对比过程中我们需要进行如下判断逻辑:

逻辑1】当发现Set集合中没有当前遍历到的节点时,就将该节点ListNode放入到Set集合中
逻辑2】当我们遍历到某个元素的时候,发现该元素已经在Set集合中存在了,那么就说明这个链表是环形链表
逻辑3】当我们遍历链表时,发现某个节点的next指针等于null时,则表示该链表已经遍历完毕了。那么必然就不是环形链表了

以上就是解题思路,在下图中,我们以一个环形链表的例子,看一下具体的判断流程。请见下图所示:

3.2> 思路2:快慢指针

在思路1中,我们以创建了额外的Set集合去存储遍历节点的路径,那么,我们能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?这里面我们可以采用快慢指针的方式进行判断。即:

慢指针】每次移动1步;
快指针】每次移动2步;

在环形链表中,由于快指针比慢指针移动速度更快,所以肯定会在后面进行交汇,即:当slow指针指向的节点等于fast指针指向的节点时,就表示交汇了。那么我们直接返回true即可。

当然,这里面需要注意一点,由于fast的移动是通过调用节点的两次next变量,所以要注意非空的判断。以防调用了null.next造成异常抛出。

四、代码实现

4.1> 实现1:采用Set保存已遍历过的元素

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

4.2> 实现2:快慢指针

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

今天的文章内容就这些了:

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风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。