142. 环形链表 II

知识点:链表;set;快慢指针

题目描述

给定一个链表,判断链表中是否有环。

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。

如果链表中存在环,则返回 true 。 否则,返回 false 。

进阶:

你能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?

示例
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。 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。 输入:head = [1], pos = -1
输出:返回 null
解释:链表中没有环。

解法一:集合

利于集合不重复的特性,依次将节点存入集合;

/**
* Definition for singly-linked list.
* class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
Set<ListNode> set = new HashSet<>();
while(head != null){
if(set.contains(head)){
return head;
}
set.add(head);
head = head.next;
}
return null;
}
}

时间复杂度:O(N);

空间复杂度:O(N);

解法二:快慢指针

和141题一样,想一下,快指针每次走两步,慢指针每次走一步,如果设快指针走的路程是f,慢指针走的路程是s,那在相遇的时候,快指针正好是慢指针的两倍:f=2s;此外相遇时,快指针比慢指针多走了n圈,即f = s + nb, b 是一圈的长度,即得到这两个式子:

    1. f = 2s;
    1. f = s + nb;

推出;s = nb;

走a+nb步一定是在链表入环口,slow已经走了nb了,再走a就可以了,怎么走a呢,让一个指针从头走,最后就可以在起点处相遇;

/**
* Definition for singly-linked list.
* class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast != null && fast.next != null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if(fast == slow){
fast = head;
while(fast != slow){
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return fast;
}
}
return null;
}
}

时间复杂度:O(N);

空间复杂度:O(1);

体会

双指针是一种很常用很常用的解题思路,其中有快慢指针这种,就是用来解决环、循环的问题;就是一个追及问题。

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