【刷题】环形链表 龟兔赛跑算法打开新世界的大门

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春招打卡第19天第24篇。

勤学似春起之苗,不见其增,日有所长;辍学如磨刀之石,不见其损,日有所亏。

掘金的活动真多哇,这个月决定每天用go刷题,一方面提升一下算法水平,另一方面沉淀一下go语言的学习。

Let's GO!

题目描述

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)。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 

示例 1:

image.png

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:

image.png

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:

image.png

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 <= 105

pos 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?

解题思路

没看懂题目的小伙伴举个手,尤其是看完示例之后,我是更蒙圈了。。。

抛出我的问题吧:看提示里的内容pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引,这句话是什么意思?

我认为解题的核心仍然是题目描述中的: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

经过了各种调研(也就是看力扣题解),觉得龟兔赛跑解法简直是神解法啊,给我打开了新世界的大门。

龟兔赛跑

形象的栗子

假想「乌龟」和「兔子」在链表上移动,「兔子」跑得快,「乌龟」跑得慢。当「乌龟」和「兔子」从链表上的同一个节点开始移动时,如果该链表中没有环,那么「兔子」将一直处于「乌龟」的前方;如果该链表中有环,那么「兔子」会先于「乌龟」进入环,并且一直在环内移动。等到「乌龟」进入环时,由于「兔子」的速度快,它一定会在某个时刻与乌龟相遇,即套了「乌龟」若干圈。

image.png

结合本题

我们可以定义两个指针,一快一满。慢指针每次只移动一步,而快指针每次移动两步。初始时,慢指针在位置 head,而快指针在位置 head.next。这样一来,如果在移动的过程中,快指针反过来追上慢指针,就说明该链表为环形链表。否则快指针将到达链表尾部,该链表不为环形链表。

重整旗鼓

我的原则是,在实在没有思路的情况下,哪怕看了力扣的题解,也不能直接看解题源码,思路都有了,AC代码总要自己写吧。

AC代码

func hasCycle(head *ListNode) bool {
    n1 := head  // 慢指针
    n2 := head  // 快指针
    if head == nil || head.Next == nil {
        return false
    }
    for n2 != nil && n2.Next != nil {
        n1 = n1.Next
        n2 = n2.Next.Next
        if n1 == n2 {
            return true
        }
    }
    return false
}

运行结果

完美,非常的完美,感谢龟兔赛跑

image.png

总结

复杂度分析

时间复杂度O(n),n是链表长度 空间复杂度O(1)

知识点

Floyd判圈算法(Floyd Cycle Detection Algorithm),又称龟兔赛跑算法(Tortoise and Hare Algorithm),是一个可以在有限状态机迭代函数或者链表上判断是否存在,以及判断环的起点与长度的算法。

来源说明

来源:力扣(LeetCode)

链接:leetcode-cn.com/problems/li…

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最后

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