高频算法题之环形链表

文章目录

• 前言
• 算法题
• 遍历链表
• HashSet
• 快慢指针
• • 快慢指针解法代码
• 总结

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前言

分享一下最近面试遇到过的简单算法题，本篇介绍的是如何判断链表有环相关的3种方法。
本篇需要一定的数据结构和复杂度基础。

算法题

有一个单向链表，链表中有可能出现环，如下图所示。
如何用程序判断该链表是否为环链表？

遍历链表

从头结点开始，依次遍历单链表中的每一个节点，每遍历一个新节点，就从头检查新节点之前的所有节点，用新节点和此节点之前所有的节点依次做比较，如果发现新的节点和之前的某个节点相同，则说明该节点被遍历过2次，则可判断为有链表有环。

有点类似于冒泡排序的意思，则这个解法时间复杂度为 O(n2)，空间复杂度为 O(1).。
效率比较低，不推荐，一般面试官也不会太满意的。

这个解法的代码太简单了，就不附上代码了。

HashSet

创建一个hashSet集合，遍历链表将每个节点作为key用来存储到set中，每遍历一个新节点，都用新节点和set集合中存储的节点做比较，如果发现存在与节点相同的key，则该链表为环形链表。

这个解法就是典型用空间换时间，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)，相对上一个解法，效率高了很多。

但是很遗憾这个也不是面试官想要的解法（面试官就是事妈）。

这个解法的代码太简单了，就不附上代码了。

快慢指针

创建2个指针P1和P2,开始时都指向链表的表头节点，然后开始遍历链表，让指针向后移动，其中P1为慢指针每次向后移动1个节点，P2位快指针每次向下移动2个节点，最后比较这2个指针指向的节点是否相同，如果相同则该链表为环形链表。

以上面的链表图为例，模拟一下这个解法的图示：

如上图所示，指针向下移动4次就会指向同一个位置。

这种解法的时间复杂度是O(n)，空间复杂度是O(1),也是最优的解法，面试官想要的也是这种解法。

快慢指针解法代码

代码如下（示例）：

/**
* 判断链表是否有环
*/
public static boolean isCycle(Node node){
	//2个指针初始化都是在链表的表头节点
	Node p1 =node;
	Node p2 =node;
	//遍历链表  链表还存在下一个节点
	while(p2!=null&&p2.next!=null){
		//p1是慢指针，每次向下移动1个节点
		p1 = p1.next;
		//p2是快指针，每次向下移动2个节点
		p2=p2.next.next;
		//如果2个指针指向的节点相同那么就是环形链表
		if(p1==p2){
			return true;
		}
	}
	return false;
}


/**
* 链表节点
*/
private static class Node{
	int data;
	Node next;
	Node(int data){
		this.data=data;
	}
}

总结

其实这是一道非常基础的算法题，我在leetcode上面也刷到了这道题，面试概率也会相对较高。
算法一般是从时间复杂度和空间复杂度这2个维度去衡量，在算法里面最常见优化效率的方法就是用空间来换时间。