【LeetCode】142. 环形链表 II

142. 环形链表 II

知识点：链表；set；快慢指针

题目描述

给定一个链表，判断链表中是否有环。

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。注意，pos 仅仅是用于标识环的情况，并不会作为参数传递到函数中。

说明：不允许修改给定的链表。

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

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

---

解法一：集合

利于集合不重复的特性，依次将节点存入集合；

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        while(head != null){
            if(set.contains(head)){
                return head;
            }
            set.add(head);
            head = head.next;
        }
        return null;
    }
}

时间复杂度：O(N);
空间复杂度：O(N);

解法二：快慢指针

和141题一样，想一下，快指针每次走两步，慢指针每次走一步，如果设快指针走的路程是f，慢指针走的路程是s，那在相遇的时候，快指针正好是慢指针的两倍：f=2s；此外相遇时，快指针比慢指针多走了n圈，即f = s + nb, b 是一圈的长度，即得到这两个式子：

• 1. f = 2s;
• 2. f = s + nb;

推出；s = nb;
走a+nb步一定是在链表入环口，slow已经走了nb了，再走a就可以了，怎么走a呢，让一个指针从头走，最后就可以在起点处相遇；

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                fast = head;
                while(fast != slow){
                    fast = fast.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return fast;
            }
        }
        return null;
    }
}

• python

class Solution:
    def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
        fast = slow = head
        while fast != None and fast.next != None:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
            if fast == slow:
                fast = head
                while fast != slow:
                    fast = fast.next
                    slow = slow.next
                return fast
        return None

时间复杂度：O(N);
空间复杂度：O(1);

体会

双指针是一种很常用很常用的解题思路，其中有快慢指针这种，就是用来解决环、循环的问题；就是一个追及问题。

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本文作者：Curryxin
本文链接：https://www.cnblogs.com/Curryxin/p/15072144.html
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