141. 环形链表

题目

给定一个链表，判断链表中是否有环。

为了示意给定链表中的环，咱们应用整数 pos 来示意链表尾连贯到链表中的地位（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

示例 1：

 输出：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输入：true
解释：链表中有一个环，其尾部连贯到第二个节点。

示例 2：

 输出：head = [1,2], pos = 0
输入：true
解释：链表中有一个环，其尾部连贯到第一个节点。

示例 3：

 输出：head = [1], pos = -1
输入：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？

解题思路

思路：哈希表、快慢指针

在这里，咱们间接看示例，如果链表存在环，那么某一个结点被拜访的次数将不止一次。

哈希表

那么，咱们应用哈希表来存储拜访的节点，判读根据如下：

• 当某个结点在被拜访时，发现存在于哈希表中，那么咱们能够判断该链表为环形链表。
• 否则持续拜访，直至结点为空。

具体的代码见【代码实现 # 哈希表】

快慢指针

题目最初进阶局部，提出是否可能用常量空间复杂度解决问题。因为后面的办法，定义哈希表存储须要额定的空间。

在这里，咱们用快慢指针的思路来解决。具体如下：

• 定义两个指针 p、q，其中一个快指针 p 每次挪动两步，慢指针 q 每次挪动一步；
• 如果不存在环，那么快指针会先一步达到尾部，那么咱们就能够返回 False；
• 如果存在环，那么快指针将会再次达到链表的某个结点，最终快慢指针将会重合，返回 True。

具体的代码见【代码实现 # 快慢指针】

代码实现

# 哈希表
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        hash_map = {}
        
        # 结点非空时
        while head:
            # 先判断结点是否曾经存在于哈希表中
            # 存在，则示意存在环
            if head in hash_map:
                return True
            # 记录拜访的节点，拜访过都标记为 1
            hash_map[head] = 1
            head = head.next
        
        return False

# 快慢指针
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        # 定义快慢指针
        # 快指针 p 每次挪动两步，慢指针 q 每次挪动一步
        p = head
        q = head
        
        while p and p.next:
            q = q.next
            p = p.next.next
            if p == q:
                return True
        return False

实现后果

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