精选力扣500题第11题 LeetCode 141. 环形链表【c++详细题解】

秒速五厘米 2021-07-24 14:33 376阅读 0赞

### 目录 ###

*   *   *  1、题目
         *  2、思路
         *  3、代码

### 1、题目 ###

给定一个链表，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，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。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` 。

进阶：

你能用  O ( 1 ) O(1) O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

**示例 1：**  
![0b10fa3ffe0563e2801401250c442149.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：**  
![84960cb9f863eb8db4aab2b3648ac1c0.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：**

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** 。

### 2、思路 ###

**(链表，指针扫描)**  O ( n ) O(n) O(n)

用两个指针从头开始扫描，第一个指针每次走一步，第二个指针每次走两步。如果走到 `null`，说明不存在环；否则如果两个指针相遇，则说明存在环。

为什么呢？  
假设链表存在环，则当第一个指针走到环入口时，第二个指针已经走到环上的某个位置，距离环入口还差 `x` 步。  
由于第二个指针每次比第一个指针多走一步，所以第一个指针再走 `x`步，两个指针就相遇了。

**时间复杂度分析:** 第一个指针在环上走不到一圈，所以第一个指针走的总步数小于链表总长度。而第二个指针走的路程是第一个指针的两倍，所以总时间复杂度是 O ( n ) O(n) O(n)。  
![5b10c2123c2b244f200277015c59dd85.png][]

### 3、代码 ###

/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * ListNode *next; * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * }; */
     /* 快慢指针算法 */
    class Solution { 
    public:
        bool hasCycle(ListNode *head) { 
        if(!head||!head->next)  return false;//如果只有一个结点或者没有结点直接返回false
        ListNode *s=head;  //慢指针
        ListNode *f=head->next; //快指针
        while(f)
        { 
           s=s->next,f=f->next;
           if(!f)    return false;
           f=f->next;
           if(s==f)  return true;
        } 
        return false;
      }
    };

\*\*原题链接： [141. 环形链表][141.]

给定一个链表，判断链表中是否有环。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTI4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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