题目:
给定一个链表的头节点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
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
方法一:哈希表
遍历所有节点,每次遍历到一个节点时,判断该节点此前是否被访问过
具体使用哈希表来存储访问过的节点,每次到达一个节点,如果该节点已经存在于哈希表中,则说明该链表是环形链表,否则就将该节点加入哈希表。重复这一过程,直到遍历完整个链表。
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = Noneclass Solution(object):def hasCycle(self, head):""":type head: ListNode:rtype: bool"""seen=set() #集合用来存储链表中已经存在的节点while head:if head in seen:return True #如果当前节点在 seen 集合中,说明该节点是重复出现的,表明链表中存在环seen.add(head) #如果当前节点不在 seen 集合中,就将该节点加入 seen,并继续遍历链表head=head.next #将 head 指向下一个节点,继续循环return False
时间复杂度:O(N)最坏情况下需要遍历每个节点一次
空间复杂度:O(N)哈希表的开销
方法二:快慢指针
定义两个指针,一快一慢。慢指针每次只移动一步,而快指针每次移动两步。初始时,慢指针在位置head.next。这样一来,如果在移动的过程中,快指针反过来追上慢指针,就说明该链表为环形链表。否则快指针将到达链表尾部,该链表不为环形链表。
使用while循环,循环条件先于循环体。由于循环条件是判断快慢指针是否重合,如果将指针初始都置于head,那么while循环就不会执行。因此,可以假想一个head之前的虚拟节点,慢指针从虚拟节点移动一步到达head,快指针从虚拟节点移动两步到达head.next,这样可以使用while循环。
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = Noneclass Solution(object):def hasCycle(self, head):""":type head: ListNode:rtype: bool"""if not head or not head.next: #检查链表是否为空,或者链表是否只有一个节点return Falseslow=head #从链表的头节点开始fast=head.next #从头节点的下一个节点开始while slow !=fast: #如果链表中没有环,slow 和 fast 会最终分别到达链表的末尾并停止循环if not fast or not fast.next: #链表的末尾,表明链表没有环return Falseslow=slow.nextfast=fast.next.nextreturn True
时间复杂度:O(N)遍历链表
空间复杂度:O(1)