leetcode-链表——判断链表中是否有环（一）

两种实现方式：

1、哈希缓存法      这种方法的时间复杂度和空间复杂度均为O(n)
2、快慢指针法      该方法的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)

哈希缓存法

思路：单链表中的环是指链表末尾的节点的 next 指针不为 NULL ，而是指向了链表中的某个节点，导致链表中出现了环形结构。

（1）首先创建一个以节点 ID 为键的 HashSe t集合，用来存储曾经遍历过的节点。
（2）从头节点开始，依次遍历单链表的每一个节点。
（3）每遍历到一个新节点，就用新节点和 HashSet 集合当中存储的节点作比较，如果发现 HashSet 当中存在相同节点 ID，则说明链表有环，如果 HashSet 当中不存在相同的节点 ID，就把这个新节点 ID 存入 HashSet ，之后进入下一节点，继续重复刚才的操作。

链表中有环示意图：

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链表的末尾节点 8 指向了链表中的节点 3，导致链表中出现了环形结构。

假设从链表头节点到入环点的距离是 a ，链表的环长是 r 。而每一次 HashSet 查找元素的时间复杂度是 O(1), 所以总体的时间复杂度是 1 * ( a + r ) = a + r，可以简单理解为 O(n) 。而算法的空间复杂度还是 a + r - 1，可以简单地理解成 O(n) 。

class Solutions(object):
    def hasCycle(self, head):
        if head is None:
            return -1
        target = {head}
        head = head.next
        while head:
            if head in target:
                return -1
            target.add(head)
            head = head.next
        return False

快慢指针法

思路：首先初始化快指针fast=head.next.next和慢指针slow=head.next,快指针每走两步慢指针走一步，使得快指针是慢指针的2倍，若不存在环，返回null，若存在，快指针和慢指针定会在若干步后相遇。

（1）定义两个指针分别为 slow，fast，并且将指针均指向链表头节点。
（2）规定，slow 指针每次前进 1 个节点，fast 指针每次前进两个节点。
（3）当 slow 与 fast 相等，且二者均不为空，则链表存在环。

无环过程：

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通过图解过程可以看出，若表中不存在环形，fast 与 slow 指针只能在链表末尾相遇。

有环过程：

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图解过程可以看出，若链表中存在环，则快慢指针必然能在环中相遇。这就好比在环形跑道中进行龟兔赛跑。由于兔子速度大于乌龟速度，则必然会出现兔子与乌龟再次相遇情况。因此，当出现快慢指针相等时，且二者不为NULL，则表明链表存在环。

class Solution(object):
    def hasCycle(self, head):
        if head is None:
            return False
        fast = head
        slow = head
        while fast:
            if fast.next is None:
                return False
            else:
                fast = fast.next.next
                slow = slow.next
            if fast == slow:
                return True
        return False