Leetcode 环形链表 -- 快慢指针

0 题目描述

leetcode原题链接：环形链表

最容易想到的是哈希表解法，遍历所有节点，每次遍历到一个节点时，判断该节点此前是否被访问过，但是空间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)，有以下更优的解法实现空间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。

1 快慢指针

本方法需要读者对「Floyd 判圈算法」（又称龟兔赛跑算法）有所了解。
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。
我们可以根据上述思路来解决本题。具体地，我们定义两个指针，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。

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

# 快慢指针
class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        if not head or not head.next: return False
        slow, fast = head, head.next
        while slow != fast:
            if not fast or not fast.next: return False
            slow = slow.next
            fast = fast.next.next
        return True

2 特殊标记法

将原链表val值变为特殊值，若访问的节点val已经被变更过就是有环。

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        if not head or not head.next: 
            return False
        while head:
            if head.val == 'flag': 
                return True
            head.val = 'flag'
            head = head.next
        return False

3 结点计数法

链表中最多10000个节点，超过10000就是有环。

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        if not head or not head.next: 
            return False
        count = 0
        while head and count <= 10000:
            count += 1
            head = head.next
        return count > 10000

参考资料

环形链表
五种解题思路记录：hash表、快慢指针、链表计数、链表反转、标记val值