算法:判断链表是否有环

题目:判断链表是否有环

给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。

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。

说明:不允许修改给定的链表。

示例 :

输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:tail connects to node index 1
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii

分析

经典问题,这就不考虑哈希表直接用快慢指针了。因为他们的之间并没有一个思维的转换过程而是属于两种思维。

快慢指针,就是追及问题。我们假设快指针一次走两步,慢指针一次走一步,如下图(图片来自leetcode

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vm7jyrGG-1592041736353)(https://img2020.cnblogs.com/blog/1961534/202006/1961534-20200613174021128-445007250.png)]

在最右边的点第一次相遇。我们运用等式关系可得: 2(F+a) = F+a+k(a+b)

这里的K是表示在相遇前,快指针走了几次环,k>=1。然后进行化简就可以得到 F = n(a+b)-a 。那也就是F的长度是整数倍(a+b)然后再减去a。这样的话,设置两个指针,一个从原点开始,一个从第一次相遇的点开始,一次递增,最终就会在入口处相遇。

代码实现

    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null) return null;
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        do {
            for (int i=1;i<=2;i++){
                if (fast.next == null) return null;
                fast = fast.next;
            }
            slow = slow.next;
        }while (slow != fast);

        slow = head;
        while (slow!=fast){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

复杂度分析

假设链表的长度是n

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  1. 时间复杂度:一共需要2F+a,最坏的情况是入口在末端,需要遍历两次链表

时间复杂度:O(n)

  1. 空间复杂度:只需要指针常量空间

空间复杂度:O(1)

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转载自blog.csdn.net/weixin_43766753/article/details/106735730