LeetCode 142. 环形链表 II(Linked List Cycle II)

LeetCode.jpg

142. 环形链表 II

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。

说明：不允许修改给定的链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 1.png

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 2.png

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

示例 3.png

切题

一、Clarification

注意链表位置索引从0开始

二、Possible Solution

1、哈希表

set存储记录所有节点，如果下一节点在set中有那么此节点就是入环的第一个节点；如果直到链表结尾都没有重复节点，表示无环，注意最后的None要提前放入set中。时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

2、快慢指针

参考 141通过快慢指针，slow每次移动1，fast每次移动2，可以找到他们相遇时的节点假设为meetnode，入环的第一个节点假设为firstnode,如下图。由于slow每次移动1，fast每次移动2，可知道head->firstnode->meetnode的节点个数 = meetnode->firstnode->meetnode的节点个数，除去中间相同的一部分head->firstnode的节点个数 = meetnode->firstnode的节点个数。 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

image.png

Python3 实现

哈希表

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
# @author:leacoder 
# @des:  哈希表 环形链表 II

class Solution(object):
    def detectCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        nodes = set()
        nodes.add(None)
        cur = head
        while cur not in nodes:
            nodes.add(cur)
            cur = cur.next
        return cur

快慢指针

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
# @author:leacoder 
# @des:  快慢指针 环形链表 II

class Solution(object):

    def getmeetnode(self,head):
        fast = slow = head
        while slow and fast and fast.next:
            slow = slow.next  #慢指针 每次移一步
            fast = fast.next.next #快指针 每次移二步
            if slow == fast: 
                return slow # 找出相遇节点
        return None # 没有表示没有成环，返回None

    def detectCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        if head is None:
            return None
        meetnode = self.getmeetnode(head)  # 找到 相遇时的节点meetnode
        if meetnode is None:  # 如果为None 表示不成环
            return None
        # 成环 由于 head->firstnode的节点个数 = meetnode->firstnode的节点个数
        cur1 ,cur2 = head,meetnode
        while cur1!=cur2:
            cur1,cur2 = cur1.next,cur2.next
        return cur1

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