链表是否有环

2019-10-09  本文已影响0人  小王子特洛伊

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。

进阶:
你能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?

解法 1

遍历链表,并将访问过的节点放入哈希表,如果没有重复放入,那么该链表就不是环形链表。

def has_cycle(head):
    nodes = set()
    while head:
        if head in nodes:
            return True
        nodes.add(head)
        head = head.next
    return False

执行用时 :44 ms
内存消耗 :18.8 MB

时间复杂度:O(n),对于含有 n 个元素的链表,我们访问每个元素最多一次。添加一个结点到哈希表中需要花费 O(1) 的时间。

空间复杂度:O(n),空间取决于添加到哈希表中的元素数目,最多会添加 n 个元素。

解法 2:

通过使用具有不同速度的快、慢两个指针遍历链表,慢指针每次移动一步,而快指针每次移动两步。如果列表存在环,那么两个指针就会在环形部分的某一节点相遇。

def has_cycle(head):
    if not head:
        return False
    slow, fast = head, head.next
    while slow and fast and fast.next:
        if slow == fast:
            return True
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next
    return False

执行用时 :40 ms
内存消耗 :18.3 MB

时间复杂度:O(n),n 为链表中结点数,分别考虑下面两种情况。

空间复杂度:我们只使用了慢指针和快指针两个结点,所以空间复杂度为 O(1)。

参考

https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/

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