判断链表循环-算法详细分析

题目：判断循环链表

给定一个链表，判断链表中是否有环。
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。

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

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**

 * @author cosefy

 * @date 2020/6/9
 */
//创建结点类
class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
   //构造函数
    ListNode(int x) {
        val = x;
        next = null;
    }
   //添加结点的方法，返回的结点是添加后的结点
    public ListNode add(ListNode node) {
        this.next = node;
        return node;
    }
}
//主类
public class HasCycle {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        int pos = 1;
        ListNode head = getLinkedList(list, pos); //调用创建链表方法
        boolean b = hasCycle_Test1(head);    //调用判断链表是否循环的方法
        System.out.println(b);
    }

解法一：双指针法：

**思路**：利用快慢指针，每次慢指针向后移动一次，快指针移动两次，若链表为循环链表，则快慢指针有相等的情况；若链表不为循环链表
    则快指针会指向null。
**分析**： 时间复杂度为O（n），运行效率很高
**易错点**：注意空指针异常的情况，不要直接移动快指针两次，移动之前要判断是否为空。

 public static boolean hasCycle_Test1(ListNode head) {
        if(head==null)
            return false;
        ListNode slow_node = head;
        ListNode fast_node = head;
        while(true){
            if(fast_node.next==null )
                return false;
            if(fast_node.next.next!=null){
                slow_node=slow_node.next;
                fast_node=fast_node.next.next;
            }else{
                return false;
            }
            if(fast_node==slow_node)
                return true;
        }
    }

//解法二：哈希表
/*
思路：粗放结点到哈希表中，若结点尾部为空，说明不循环，若遍历的当前结点和哈希表的存的已有结点相同，则说明循环。
分析：时间和空间复杂度都为O（n）
代码不再单独写出
 */

根据列表创建链表，并返回首结点：

 public static ListNode getLinkedList(List<Integer> list, int pos) {
        if(pos+1>list.size()) {
            System.out.println("结点个数"+ list.size()+" 插入结点位置： "+pos);
            throw new IllegalArgumentException("非法参数异常");
        }
        if (list.size() == 0)
            return null;
        ListNode first = new ListNode(list.get(0));
        ListNode cur = first;
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            if (i == 0)
                continue;
            cur = cur.add(new ListNode(list.get(i))); //添加结点
        }
        if (pos != -1)
            cur.next = getLinkedNode(first, pos);  //将尾结点指向指定位置的结点
        return first;
    }

​ 函数返回指定位置的结点：

    public static ListNode getLinkedNode(ListNode head, int pos) {
​        int i = 0;
​        while (i < pos) {
​            i++;
​            head = head.next;
​        }
​        return head;
​        //  throw new IllegalArgumentException("非法参数异常");

​    }

}