力扣算法：环形链表

一、力扣算法：环形链表

1、问题

给定一个链表，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 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 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

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1：

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

示例2：

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

示例3：

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

提示：

1. 链表中节点的数目范围是 [0, 10⁴]
2. -10⁵ <= Node.val <= 10⁵
3. pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

2、思路

1. 设置两个指针fast和slow，两个指针起点位置相同，fast比slow快一个节点（fast一次跨两步，slow一次跨一步）。
2. 如果链表非环形，fast永远会在slow的前面。
3. 如果链表为环形，fast与slow总会相遇。

例：汽车与自行车

3、解题代码

# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        fast,slow = head,head
        while fast and fast.next:
            slow = slow.next      
            fast = fast.next.next
            if fast == slow:
                return True
        return False
 

if __name__ == "__main__":
 #建立环形链表参考https://blog.csdn.net/weixin_44512019/article/details/100082828

4、时间与空间复杂度

时间复杂度：
O(N)。其中 N 是链表中的节点数。

• 当链表中不存在环时，快指针将先于慢指针到达链表尾部，链表中每个节点至多被访问两次。
• 当链表中存在环时，每一轮移动后，快慢指针的距离将减小一。而初始距离为环的长度，因此至多移动 N 轮。

空间复杂度：
O(1)。只使用了两个指针的额外空间。

备注

转载：
力扣（LeetCode）
https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle
caddy-k
https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/solution/yuan-lai-hui-luo-ji-qing-xi-jian-dan-yi-7o8tx/