力扣 - 142. 环形链表 II
题目
给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。
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 仅仅是用于标识环的情况,并不会作为参数传递到函数中。
说明:不允许修改给定的链表。
进阶:
你是否可以使用 O(1) 空间解决此题?
示例 1:
输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:返回索引为 1 的链表节点
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:返回索引为 0 的链表节点
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:返回 null
解释:链表中没有环。
思路1
- 利用哈希表HashSet,保存访问过的路径,如果未访问过,就add添加且返回true,如果已存在再添加的话就会返回该结点,而且该结点就是他们重合的结点,否则返回null
代码实现
import java.util.HashSet;
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
//利用哈希表不重复元素的特性来存储结点判断是否存在环
HashSet<ListNode> set = new HashSet<>();
//只要没到头且还没重合就一直循环
while (head != null) {
if (!set.add(head)) {
return head;
}
head = head.next;
}
//到末尾还是没有重合的话就是返回null
return null;
}
}
思路2
我们可以利用快慢指针,慢指针每次移动一个,快指针每次移动两个,如果确实存在环的话,最终一定会重合的
如果快指针最后为null,肯定是到末尾了,就没有环
我们假设头结点到重合的结点这段长度为a,重合的结点到相遇的结点为b,环的剩下部分为c
- 由于再相同的时间内,fast的速度是low的两倍,而low走的路程为a+b,fast为low的两倍那么路程应该是2(a+b)
- 由题分析可得,fast走过的长度为a+b+c+b
- 可得等式:
a+b+c+b = 2(a+b)
,得到c = a
- 所以,我们可以等到相遇的时候再创建一个指向head的指针,同时以相同的速度向前移动,等到相遇的时候就是我们要的环重合的结点
代码实现
import java.util.HashSet;
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
//定义快慢指针
ListNode low = head;
ListNode fast = head;
//若为空或者只有一个元素时候就是无环的
while (fast != null && fast.next != null) {
low = low.next;
fast = fast.next.next;
//如果快慢指针重合就代表存在环,然后开始寻找重合点
if (fast == low) {
//定义一个pre指针指向head,让pre和low同时移动,等到重合时就是指向重合的点
ListNode pre = head;
while (pre != low) {
pre = pre.next;
low = low.next;
}
return pre;
}
}
return null;
}
}
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