12. 寻找环形链表的头结点
题目描述
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。
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)。如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。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。
不允许修改 链表。
题目链接
https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii/
示例
示例1:
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。
示例2:
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。
示例3:
输入:head = [1], pos = -1
输出:返回 null
解释:链表中没有环。
解法一
思路
遍历链表中的每个结点,将它记录下来,一旦遇到了此前遍历过的结点,可以盘点该节点为环的起点
复杂度分析
n为链表中的结点
时间复杂度分析:
O(n):我们需要将链表中的所有结点都访问一次。
空间复杂度分析:
O(n):我们需要及那个链表中的每个结点都保存在哈希表当中。
代码
/**
* 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 n = head;
Set<ListNode> set = new HashSet<>();
while (n != null) {
if (set.contains(n)) {
return n;
} else {
set.add(n);
}
n = n.next;
}
// 如果没有重复加入的结点,就返回null
return null;
}
}
解法二
思路
复杂度分析
时间复杂度分析:
在最初判断快慢指针是否相遇时,slow 指针走过的距离不会超过链表的总长度;随后寻找入环点时,走过的距离也不会超过链表的总长度。因此,总的执行时间为 O(N)+O(N)=O(N)。
空间复杂度分析:
O(1)。我们只使用了三个指针。
代码
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
ListNode* slow = head;
ListNode* fast = head;
while (true) {
if (fast == NULL || fast->next == NULL) {
return NULL;
}
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if (slow == fast) {
break;
}
}
ListNode* p = head;
while (p != slow) {
p = p->next;
slow = slow->next;
}
return p;
}
};
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