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题目
给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。
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。
如果链表中存在环，则返回 true 。 否则，返回 false 。
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。
提示：
- 链表中节点的数目范围是
[0, 104] -105 <= Node.val <= 105pos为-1或者链表中的一个 有效索引 。
**进阶：**你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？
解题
解题一：判断重复节点（HashSet）
思路
从头节点开始，依次遍历单链表中的每一个节点，用 HashSet 存放曾经遍历过的 Node 节点，每遍历一个节点判断 HashSet 是否有相同的值，如果发现 HashSet 中存在与之相同的的节点，则说明链表有环，返回 True，如果发现 HashSet 中不存在与之相同的的节点，就把这个新节点存入 HashSet 中，之后进入下一个节点，继续重复刚才的操作。遍历完成后还没有返回值，就返回 -1
代码
/**
* Definition for singly-linked list.
*/
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) {
val = x;
next = null;
}
}
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
// 当链表为空，或者只有一个节点时，不可能构成环形链表
if (head == null || head.next == null) {
return false;
}
// 存放已经遍历过的节点，用于判断是否有相同节点
HashSet<ListNode> resultSet = new HashSet<>();
// 遍历链表
while (head != null) {
if (resultSet.contains(head)) {
// 当 resultSet 存在相同节点时，代表形成环形链表，返回 true
return true;
}
// 当resultSet 不存在相同节点时，将遍历的节点存入 resultSet，继续遍历链表
resultSet.add(head);
head = head.next;
}
// 链表已经遍历完，没有相同节点，代表没有构成环形链表
return false;
}
}
总结
特点
- 使用了 HashSet 作为额外的缓存
注意点
- 判断是否有相同的节点使用 Node 判断，而不是 Node.val 判断
- 使用 HashSet 比 HashMap 能更节省空间
性能分析
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(n)
- 执行用时：4 ms，在所有 Java 提交中击败了 22.35% 的用户
- 内存消耗：38.8 MB，在所有 Java 提交中击败了 97.67% 的用户
解题二：双指针法（快慢指针）
思路
将链表有环问题改变为追及问题
首先创建两个指针 p1 和 p2，让它们同时指向这个链表的头节点。然后开始一个大循环，在循环体中，让指针 p1 每次向后移动 1 个节点，让指针 p2 每次向后移动 2 个节点，然后比较两个指针指向的节点是否相同。如果相同，则可以判断出链表有环，如果不同，则继续下一次循环，直到 p2 指针指向空
代码
/**
* Definition for singly-linked list.
*/
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) {
val = x;
next = null;
}
}
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
// 当链表为空，或者只有一个节点时，不可能构成环形链表
if (head == null || head.next == null) {
return false;
}
// p1 指针指向头节点的下一个节点
ListNode p1 = head.next;
ListNode p2 = null;
if(p1.next !=null){
// 当 p1 的下一个节点不为 null 时，设置 p2 指针指向 p1 指针的下一个节点
p2 = p1.next;
}
while(p2 !=null && p2.next !=null && p2.next.next !=null){
// 满足 p1 走 1 步，p2 走 2 步，开始遍历链表
if(p1 == p2){
// 当 p1 == p2 时，代表构成循环链表
return true;
}else{
// 当 p1 != p2 时，继续循环链表，p1 走 1 步，p2 走两步
p1 = p1.next;
p2 = p2.next.next;
}
}
// 链表已经遍历完，没有相同节点，代表没有构成环形链表
return false;
}
}
动态图片
总结
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(1)
- 执行用时：0 ms，在所有 Java 提交中击败了 100% 的用户
- 内存消耗：39.3 MB，在所有 Java 提交中击败了 72.74% 的用户
