No141. 环形链表

题目

给定一个链表，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，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。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 。

你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

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 。

思路：

• 头结点判空
• 设置两个指针p和q分别指向head和head.next；
• 设置循环条件，p,p.next,q,q.next均不为空，但p.next实际上已经由之前的条件筛选过，所以省去；
• 设置循环内部语句，若p和q相同则返回True；否则p移动到下一个指针，q移动到下两个指针；
• 循环结束后也要返回False，此时表示无环链表正常退出；

解题代码(Python3)

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        if not head:
            return False
        p = head
        q = head.next
        while p and q and q.next:
            if p == q:
                return True
            p = p.next
            q = q.next.next
        return False

复杂度分析：

• 时间复杂度 O(n) 假设有环且最大，则p跑了一圈，q跑了两圈，实际上复杂度仍为线性
• 空间复杂度 O(1)

运行结果：