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数据结构与算法随笔之链表-链表是否有环(二)

molyzzx / 3169人阅读

摘要:初始化时指针走两步,指针走一步,不停遍历的变化最后快慢指针又相遇了,循环结束,代码实现如下复杂度分析,假设链表长度为时间复杂度,链表无环时,快指针会先到达尾部,时间就是如果有环,那么假设环部长度为,时间就是,也就是空间复杂度

上一篇文章我们分析了下链表之反转单向链表,这篇文章我们来分析下另外一个关于链表的经典题目。

判断链表是否有环(在leetcode上的题目地址:环形链表)

题目描述

给定一个链表,判断链表中是否有环

解决方案

一、可以使用hash表来实现,遍历链表,每个节点放入hash表中,如果hash表中包含了某个节点,那么说明有重复节点存在,即是有环。如果没环,那么链表会遍历结束。代码如下:

public static > boolean hasCycle1(Node head) {
    HashSet> set = new HashSet<>();
    for(Node n=head;n!=null;n=n.getNext()) {
        if(set.contains(n)) {
            return true;
        }
        set.add(n);
    }
    return false;
}

备注Node类参照上篇文章

复杂度分析,假设链表长度为n

时间复杂度:每个元素都要遍历一遍,所以时间为O(n),每次访问hash表时间为O(1)。

空间复杂度:O(n),n个元素都会添加到hash表中。

二、上面这种方法可以解决,但是需要借助额外的空间复杂度,能否不使用额外空间解决此题呢?答案是有的,使用快慢指针,想象下,两个人在一个环形跑道上赛跑,跑得快的一定会追上跑的慢的那个人吧。下面用图示来展示下整个过程。

初始化时:

fast指针走两步,slow指针走一步,不停遍历的变化:

最后快慢指针又相遇了,循环结束,代码实现如下:

public static > boolean hasCycle(Node head) {
    if(head == null || head.getNext() == null) {
        return false;
    }
    Node slow = head;
    Node fast = head;
    while(fast != null && fast.getNext() != null) {
        slow = slow.getNext();
        fast = fast.getNext().getNext();
        if(slow == fast) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

复杂度分析,假设链表长度为n

时间复杂度:O(n),链表无环时,快指针会先到达尾部,时间就是O(n);如果有环,那么假设环部长度为K,时间就是O(n+k),也就是O(n)

空间复杂度:O(1)

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