牛客網高頻演算法題系列-BM6-判斷連結串列中是否有環

雄獅虎豹發表於2022-06-06
演算法

牛客網高頻演算法題系列-BM6-判斷連結串列中是否有環

題目描述

判斷給定的連結串列中是否有環。如果有環則返回true，否則返回false。

原題目見：BM6 判斷連結串列中是否有環

解法一：雙指標法

使用兩個指標，fast 與 slow。它們起始都位於連結串列的頭部。隨後，slow 指標每次向後移動一個位置，而fast 指標向後移動兩個位置。如果連結串列中存在環，則 fast 指標最終將再次與 slow 指標在環中相遇。

原理可參考：雙指標演算法原理詳解

解法二：雜湊法

使用HashSet記錄連結串列中的結點，然後遍歷連結串列結點：

  • 如果連結串列中的結點在雜湊表中出現過，說明連結串列有環，直接返回true
  • 如果連結串列中的結點沒有在雜湊表中出現過，則將當前結點新增到雜湊表中，然後判斷下一個結點

最後，如果沒有重複節點，則說明無環，返回false。

程式碼

import java.util.HashSet;

public class Bm006 {
    /**
     * 雙指標
     *
     * @param head
     * @return
     */
    public static boolean hasCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head, slow = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            // 快指標每次走2步，慢指標每次走1步
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if (fast == slow) {
                // 快慢指標相遇，說明連結串列中有環
                return true;
            }
        }
        // 快慢指標沒有相遇，說明無環
        return false;
    }

    /**
     * 雜湊法
     *
     * @param head
     * @return
     */
    public static boolean hasCycle2(ListNode head) {
        // 用來記錄連結串列中未重複的結點
        HashSet<ListNode> nodes = new HashSet<>();
        while (head != null) {
            // 如果連結串列中的結點已經出現過，說明有環，返回true
            if (nodes.contains(head)) {
                return true;
            }
            nodes.add(head);
            head = head.next;
        }
        // 如果沒有重複節點，則說明無環，返回false。
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 測試用例連結串列結構為有環
         * testCaseCycle：  3 -> 2 -> 0 -> -4
         *                      ^          |
         *                      ------------
         */
        ListNode head = ListNode.testCaseCycle();
        /**
         * 測試用例，期望輸出： true
         */
        System.out.println(hasCycle(head));
        System.out.println(hasCycle2(head));
    }
}
$1.01^{365} ≈ 37.7834343329$
$0.99^{365} ≈ 0.02551796445$
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