142. 環形連結串列 II
知識點：連結串列；set；快慢指標
題目描述
給定一個連結串列，判斷連結串列中是否有環。
給定一個連結串列，返回連結串列開始入環的第一個節點。 如果連結串列無環，則返回 null。
為了表示給定連結串列中的環，我們使用整數 pos 來表示連結串列尾連線到連結串列中的位置（索引從 0 開始）。 如果 pos 是 -1，則在該連結串列中沒有環。注意，pos 僅僅是用於標識環的情況，並不會作為引數傳遞到函式中。
說明：不允許修改給定的連結串列。
如果連結串列中存在環，則返回 true 。 否則，返回 false 。
進階：
你能用 O(1)（即，常量）記憶體解決此問題嗎？
示例
輸入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
輸出：返回索引為 1 的連結串列節點
解釋：連結串列中有一個環，其尾部連線到第二個節點。
輸入：head = [1,2], pos = 0
輸出：返回索引為 0 的連結串列節點
解釋：連結串列中有一個環，其尾部連線到第一個節點。
輸入：head = [1], pos = -1
輸出：返回 null
解釋：連結串列中沒有環。
解法一：集合
利於集合不重複的特性，依次將節點存入集合；
/**
* Definition for singly-linked list.
* class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
Set<ListNode> set = new HashSet<>();
while(head != null){
if(set.contains(head)){
return head;
}
set.add(head);
head = head.next;
}
return null;
}
}
時間複雜度：O(N);
空間複雜度：O(N);
解法二：快慢指標
和141題一樣，想一下，快指標每次走兩步，慢指標每次走一步，如果設快指標走的路程是f，慢指標走的路程是s，那在相遇的時候，快指標正好是慢指標的兩倍：f=2s；此外相遇時，快指標比慢指標多走了n圈，即f = s + nb, b 是一圈的長度，即得到這兩個式子：
- f = 2s;
- f = s + nb;
推出；s = nb;
走a+nb步一定是在連結串列入環口，slow已經走了nb了，再走a就可以了，怎麼走a呢，讓一個指標從頭走，最後就可以在起點處相遇；
/**
* Definition for singly-linked list.
* class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast != null && fast.next != null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if(fast == slow){
fast = head;
while(fast != slow){
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return fast;
}
}
return null;
}
}
時間複雜度：O(N);
空間複雜度：O(1);
體會
雙指標是一種很常用很常用的解題思路，其中有快慢指標這種，就是用來解決環、迴圈的問題；就是一個追及問題。