141. Linked List Cycle

这题从前校招的时候看面试宝典的时候就见到过。思想就是快慢指针。

• Use two pointers, walker and runner.
• walker moves step by step. runner moves two steps at time.
• if the Linked List has a cycle walker and runner will meet at some point.

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null) return false;
        ListNode walker = head ;
        ListNode runner = head ;
        while (runner.next !=null && runner.next.next != null){
            walker = walker.next ;
            runner = runner.next.next ;
            if(walker == runner) return true ; 
        }
        return false;
    }
}

时间O(n)，空间O(1)。
这程序写起来有个注意点，就是while语句的判断，runner.next !=null && runner.next.next != null
这个条件是值得注意的，首先它是递进的，先判断runner.next再判断runner.next.next；其次它只判断runner不用判断walker，因为runner永远走在前面。我一开始写成walker.next !=null && runner.next.next != null这种是错的。

O(n)空间的方法

其实这道题的follow up说，能不能用一个不需要空间的方法？说明除了快慢指针还有其他方法的。搜索了一下，发现O(n)空间的方法是：

遍历链表，如果某个节点重复出现，那就是有环。

另外，对于有环我还有一些问题，比如1->2->1->2->3这样的单链表算不算有环？等等。

问了下师弟，师弟说我蠢。2怎么能既指向1又指向3呢？
这题在Java跟C里面有一些不一样。
这个O(n)空间的方法的描述应该是这样的：

从链表头开始遍历整个链表，并且记录已经遍历过的结点地址，如果发现有正在遍历的结点是已经遍历过的，则说明是存在环的。但是这种方式就需要使用额外的空间来存放遍历过的结点地址。

看清楚了，存放的是结点地址，而不是节点。在Java里面，虽然你可以生成同样value、同样next的结点，但是无法检查arraylist里面是否已经有这个结点的「地址」，不，我想了下，下面这个代码，list.contains检查的应该就是head的地址！：

    public static boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null) return false;
        ArrayList list = new ArrayList<>();

        while (head != null) {
            if (list.contains(head)) {
                return true;
            }
            head = head.next;
            list.add(head);
        }
        return false;
    }

test case这样写就行了：

        ListNode n1 = new ListNode(1);
        ListNode n2 = new ListNode(2);

        n1.next = n2;
        n2.next = n1;

但是上面这个方法的复杂度在leetcode中TLE了，不知是不是写的有问题。复杂度应该跟http://www.jianshu.com/p/52f9a3346a88 这个里面的一样的。

reference：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_725dd1010100tqwp.html
http://www.programcreek.com/wp-content/uploads/2012/12/linked-list-cycle-300x211.png