77/**
88 * 142. 环形链表 II
99 *
10- * 给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返
11- * 回 null。
12- * 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
13- * 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
14- * 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
15- * 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
16- * 际情况。
10+ * 给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。
11+ *
12+ * 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。
13+ * 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
14+ * 的位置 (索引从 0 开始)。如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。
15+ * 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。
16+ *
1717 * 不允许修改 链表。
18+ *
1819 * 进阶:你是否可以使用 O(1) 空间解决此题?
1920 */
2021class Solution {
2122 /**
22- * 方法一:哈希表
23- *
24- * • 时间复杂度:O(N),其中 N 为链表中节点的数目。恰好需要访问链表中的每一个节点。
25- * • 空间复杂度:O(N),其中 N 为链表中节点的数目。需要将链表中的每个节点都保存在哈希表当
26- * 中。
23+ * 方法:双指针
2724 */
28- public ListNode detectCycle1 (ListNode head ) {
29- /*
30- * 一个非常直观的思路是:遍历链表中的每个节点,并将它记录下来;一旦遇到了此前遍历过的节点,就
31- * 可以判定链表中存在环。借助哈希表可以很方便地实现。
32- */
33- ListNode pos = head ;
34- Set <ListNode > visited = new HashSet <>();
35- while (pos != null ) {
36- if (visited .contains (pos )) {
37- return pos ;
38- } else {
39- visited .add (pos );
40- }
41- pos = pos .next ;
42- }
43- return null ;
44- }
45- 46- /**
47- * 方法二:快慢指针
48- *
49- * • 时间复杂度:O(N),其中 N 为链表中节点的数目。在最初判断快慢指针是否相遇时,slow 指针走过
50- * 的距离不会超过链表的总长度;随后寻找入环点时,走过的距离也不会超过链表的总长度。因此,总的
51- * 执行时间为 O(N)+O(N)=O(N)。
52- * • 空间复杂度:O(1)。只使用了 slow,fast,ptr 三个指针。
53- */
54- public ListNode detectCycle2 (ListNode head ) {
55- /*
56- * 使用两个指针,fast 与 slow。它们起始都位于链表的头部。随后,slow 指针每次向后移动一个位置,而
57- * fast 指针向后移动两个位置。如果链表中存在环,则 fast 指针最终将再次与 slow 指针在环中相遇。
58- *
59- * 设链表中环外部分的长度为 a。slow 指针进入环后,又走了 b 的距离与 fast 相遇。此时,fast
60- * 指针已经走完了环的 n 圈,因此它走过的总距离为 a+n(b+c)+b = a+(n+1)b+nc。
61- *
62- * 根据题意,任意时刻,fast 指针走过的距离都为 slow 指针的 2 倍。因此,有
63- * a+(n+1)b+nc=2(a+b) ⟹ a=c+(n−1)(b+c)
64- * 有了 a=c+(n−1)(b+c) 的等量关系,会发现:从相遇点到入环点的距离加上 n−1 圈的环长,恰好
65- * 等于从链表头部到入环点的距离。
66- *
67- * 因此,当发现 slow 与 fast 相遇时,再额外使用一个指针 ptr。起始,它指向链表头部;随后,它和 slow
68- * 每次向后移动一个位置。最终,它们会在入环点相遇。
69- */
25+ public ListNode detectCycle (ListNode head ) {
26+ // 使用两个指针,fast 与 slow。它们起始都位于链表的头部
7027 ListNode slow = head ;
7128 ListNode fast = head ;
7229 while (fast != null && fast .next != null ) {
30+ // 随后,slow 指针每次向后移动一个位置,而 fast 指针向后移动两个位置
7331 fast = fast .next .next ;
7432 slow = slow .next ;
75- // slow 与 fast 相遇
33+ // 如果链表中存在环,则 fast 指针最终将再次与 slow 指针在环中相遇
7634 if (slow == fast ) {
35+ // 额外使用一个指针 ptr 指向链表头部
7736 ListNode ptr = head ;
37+ // ptr 和 slow 每次向后移动一个位置。最终,它们会在入环点相遇
7838 while (ptr != slow ) {
7939 ptr = ptr .next ;
8040 slow = slow .next ;
@@ -83,7 +43,18 @@ public ListNode detectCycle2(ListNode head) {
8343 return ptr ;
8444 }
8545 }
86- 8746 return null ;
8847 }
48+ 49+ public static void main (String [] args ) {
50+ ListNode head = new ListNode (3 );
51+ ListNode node1 = new ListNode (2 );
52+ ListNode node2 = new ListNode (0 );
53+ ListNode node3 = new ListNode (-4 );
54+ head .next = node1 ;
55+ node1 .next = node2 ;
56+ node2 .next = node3 ;
57+ node3 .next = node1 ;
58+ System .out .println (new Solution ().detectCycle (head ).val );
59+ }
8960}
0 commit comments