【C】leetcode力扣—— 141. 环形链表Ⅰ

news2025/1/15 12:42:32

141. 环形链表 Ⅰ

题目链接: https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/description/

题目

题目

给你一个链表的头节点 head ，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，评测系统内部使用整数 pos来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。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 。

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：

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

进阶：你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

解题思路分析

根据题目，我们获得的信息为：

链表中不一定有环
尾部节点会链接到链表中任意一个节点（有可能尾节点指向他自己）

我们的问题是如何判断一个链表是否带环

暴力求解？？

如果链表不带环那么链表的尾节点的next一定为NULL所以用循环判断

struct ListNode* cur=head;
while(cur)
{
	if(cur->next==NULL)
	{
		//为 NULL，不带环
		//直接返回false
		return false;
	}
	cur=cur->next;
}

单链表最后一个节点指向空，所以最后cur->next为NULL，则会返回false。

但是如果有环这个代码就会成为一个死循环，while永远不会停下来
所以当这个链表有环时如何判断

快慢指针

我们让慢指针（slow）一次走一步，快指针（fast）一次走两步。
在这里插入图片描述

当slow走到中间位置时，fast就会走到环的入口位置
在这里插入图片描述
当slow走到环的入口位置时，fast在环中的某个位置。
这时两个指针都进入环中，并且fast的步长是slow的二倍

这时问题变成了数学中的追击相遇问题。
我们假设fast和slow的距离为N（取劣弧）每一次距离都会减少（fast步长）-（slow步长）本题为1，也就是距离N每一次都会减1
N的取值=（N，N-1，N-2，N-3，N-4， ... ，4，3，2，1，0） 当N=0的时候两个指针相遇。
所以两个指针会在环中的一个位置相遇。

代码

bool hasCycle(struct ListNode *head) {
    struct ListNode* slow=head;
    struct ListNode* fast=head;
    while(fast&&fast->next)
    {
        slow=slow->next;//一步
        fast=fast->next->next;//两步
        if(slow==fast)//相遇
            return true;
    }
    //退出循环说明fast或者fast->next 为NULL 有尾节点 无环
    return false;
}