141 环形链表

题目

给定一个链表,判断链表中是否有环。

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。

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。

进阶

你能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?


实现

第一种:通过集合的方法

通过检查一个结点此前是否被访问过来判断链表是否为环形链表。

C# 语言

  • 状态:通过
  • 执行用时:112 ms, 在所有 C# 提交中击败了 84.04% 的用户
  • 内存消耗:26.5 MB, 在所有 C# 提交中击败了 100.00% 的用户
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     public int val;
 *     public ListNode next;
 *     public ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public bool HasCycle(ListNode head) 
    {
        HashSet<ListNode> h = new HashSet<ListNode>();
        ListNode temp = head;
        while (temp != null)
        {            
            if (h.Contains(temp))
                return true;

            h.Add(temp);
            temp = temp.next;
        }
        return false;        
    }
}

Python 语言

  • 执行结果:通过
  • 执行用时:60 ms, 在所有 Python3 提交中击败了 64.49% 的用户
  • 内存消耗:17.3 MB, 在所有 Python3 提交中击败了 9.52% 的用户
# 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:
        h = set()
        temp = head
        while temp is not None:
            if temp in h:
                return True

            h.add(temp)
            temp = temp.next
        return False

第二种:利用双指针的方式

通常情况下,判断是否包含了重复的元素,我们使用Hash的方式来做。对于单链表的这种场景,我们也可以使用双指针的方式。

第一个指针 p1 每次移动两个节点,第二个指针 p2 每次移动一个节点,如果该链表存在环的话,第一个指针一定会再次碰到第二个指针,反之,则不存在环。

比如:head = [1,2,3,4,5],奇数

p1:1   3   5   2   4   1
p2:1   2   3   4   5   1

比如:head = [1,2,3,4],偶数

p1:1   3   1   3   1
p2:1   2   3   4   1

C# 语言

  • 状态:通过
  • 执行用时: 112 ms, 在所有 C# 提交中击败了 98.43% 的用户
  • 内存消耗: 24.9 MB, 在所有 C# 提交中击败了 5.13% 的用户
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     public int val;
 *     public ListNode next;
 *     public ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public bool HasCycle(ListNode head) {
        ListNode p1 = head;
        ListNode p2 = head;

        while (p1 != null && p1.next != null)
        {
            p1 = p1.next.next;
            p2 = p2.next;
            if (p1 == p2)
                return true;
        }
        return false;
    }
}

Python 语言

  • 执行结果:通过
  • 执行用时:56 ms, 在所有 Python3 提交中击败了 60.97% 的用户
  • 内存消耗:16.6 MB, 在所有 Python3 提交中击败了 11.81% 的用户
# 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:
        p1 = head
        p2 = head
        while p1 is not None and p1.next is not None:
            p1 = p1.next.next
            p2 = p2.next
            if p1 == p2:
                return True
        return False
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