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141. 环形链表

题目描述​

给你一个链表的头节点 head ，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，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。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 。

出处：LeetCode

解法一：哈希表​

思路​

我们可以使用哈希表来判断链表中是否有环。我们定义一个哈希表 set，然后遍历链表，每次遍历时，我们判断当前节点是否在哈希表中，如果在，则说明链表中有环，返回 true；否则，我们将当前节点加入哈希表中。当遍历结束后，说明链表中没有环，返回 false。

实现​

function hasCycle(head: ListNode | null): boolean {
  const set = new Set<ListNode>();

  while (head !== null) {
    if (set.has(head)) {
      return true;
    }

    set.add(head);
    head = head.next;
  }

  return false;
}

复杂度分析​

  • 时间复杂度：O(n)O(n)
  • 空间复杂度：O(n)O(n)

解法二：栈​

思路​

我们可以使用栈来判断链表中是否有环。我们定义一个栈 stack，然后遍历链表，每次遍历时，我们将当前节点加入栈中。如果当前节点已经在栈中，说明链表中有环，返回 true；否则，我们继续遍历。当遍历结束后，说明链表中没有环，返回 false。

实现​

function hasCycle(head: ListNode | null): boolean {
  const stack: ListNode[] = [];

  while (head !== null) {
    if (stack.includes(head)) {
      return true;
    }

    stack.push(head);
    head = head.next;
  }

  return false;
}

复杂度分析​

  • 时间复杂度：O(n)O(n)
  • 空间复杂度：O(n)O(n)

解法三：快慢指针​

思路​

我们可以使用快慢指针来判断链表中是否有环。我们定义两个指针 slow 和 fast，分别指向链表的头节点 head。然后我们遍历链表，每次迭代时，slow 指针向后移动一个节点，fast 指针向后移动两个节点。如果链表中有环，那么 slow 和 fast 指针一定会在某个节点相遇。如果链表中没有环，那么 fast 指针会先到达链表的尾节点。

实现​

function hasCycle(head: ListNode | null): boolean {
  if (head === null || head.next === null) {
    return false;
  }

  let slow: ListNode | null = head;
  let fast: ListNode | null = head.next;

  while (slow !== fast) {
    if (fast === null || fast.next === null) {
      return false;
    }

    slow = slow!.next;
    fast = fast.next.next;
  }

  return true;
}

复杂度分析​

  • 时间复杂度：O(n)O(n)
  • 空间复杂度：O(1)O(1)