141. 环形链表(简单)

1，问题描述

141. 环形链表

难度：简单

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？

2，初步思考

​ 解法就是遍历然后，找出重复的节点

​ 解法1:空间缓存已经遍历过的节点，使用hashSet

​ 解法2:快慢指针，Floyd 判圈算法，快指针一次跑2步，慢指针一次跑1步

3，代码处理

import support.ListNode;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class _141环形链表 {

    // 解法：官方快慢指针
    public boolean hasCycle_slow_gov(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) return false;
        ListNode slow = head, fast = head.next;
        while (slow != fast) {
            if (fast == null || fast.next == null) return false;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }

    // 解法：快慢指针
    public boolean hasCycle_slow(ListNode head) {
        boolean flag = false;
        ListNode slow = head, fast = head.next;
        while (fast != null && slow != null) {
            if (flag) slow = slow.next;
            fast = fast.next;
            flag = !flag;
            if (fast == slow) return true;
        }
        return false;
    }

    // 解法：空间换时间
    public boolean hasCycle_area(ListNode head) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        while (head != null) {
            if (set.contains(head)) return true;
            set.add(head);
            head = head.next;
        }
        return false;
    }
}

4，扩展知识

​ Floyd 判圈算法，又称龟兔赛跑算法（Tortoise and Hare Algorithm），是一个可以在有限状态机、迭代函数或者链表中判断是否存在环，以及找出该环的起点和长度的算法。以下是对该算法的详细介绍：
算法原理
​ 该算法使用两个指针，一个慢指针（龟）和一个快指针（兔）。慢指针每次移动一步，快指针每次移动两步。如果存在环，快指针最终会追上慢指针。