LeetCode 141：环形链表 Linked List Cycle
给定一个链表，判断链表中是否有环。
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。
Given a linked list, determine if it has a cycle in it.
To represent a cycle in the given linked list, we use an integer pos which represents the position (0-indexed) in the linked list where tail connects to. If pos is -1, then there is no cycle in the linked list.
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。
进阶：
你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？
Follow up:
Can you solve it using O(1) (i.e. constant) memory?
解题思路：
从头节点向后遍历整个链表只要遍历到节点为 null ，就证明不是环形，而如果遍历到一个节点的地址之前存在过就证明有环。
1、哈希表：
解决重复问题最容易想到的数据结构就是哈希表，哈希表添加节点时只要发现节点已经存在了，证明就有环形链表。并且哈希表查找和插入复杂度都为O(1)，但是空间复杂度会随着原链表长度而增大:O(n)，总的来说：
- 时间复杂度：O(n)，虽然哈希表的查找和添加操作的时间复杂度是 O(1) ，但是先需要遍历链表然后插入，遍历的复杂度是O(n)
- 空间复杂度：O(n)，最多需要保存链表的 n个节点
2、双指针：
这道题就如同小学跑步问题，假设有两个人（双指针）一个快一个慢，不停地向前跑，如果跑得快的那个最后到终点了（遇到空节点 null），就证明是直线跑道（没有环形链表）。
如果是存在环形跑道（环形链表）：两个人一起跑步（双指针）一个快一个慢，那么这两个人因为速度不同，在环形跑道里跑得快的那个人一定会追上慢的。即两个指针相遇了，证明存在环形链表。
空间复杂度为O(1)，即进阶要求的常量内存。
哈希表解题：
Java：
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if (head == null) return false;//如果是空链表直接返回
Set<ListNode> nodeSet = new HashSet<>();//构造哈希表
while (head.next != null) {//链表下一个不为空
if (nodeSet.contains(head)) return true;//哈希表包含该节点则存在环形链表
nodeSet.add(head);//加入节点
head = head.next;//下移一位
}
return false;
}
}Python：
class Solution(object):
def hasCycle(self, head):
"""
:type head: ListNode
:rtype: bool
"""
if head is None:
return False
hashSet=set()#构造集合
while(head.next is not None):
if head in hashSet:#是否已存在
return True
hashSet.add(head)
head=head.next
return False双指针解题：
Java：
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null) {
return false;
}
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {//快指针及其下一位是否为空
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if (slow == fast) {//如果相遇，存在环形链表
return true;
}
}
return false;
}
}Python：
class Solution(object):
def hasCycle(self, head):
"""
:type head: ListNode
:rtype: bool
"""
if head is None or head.next is None:
return False
slow, fast = head, head
while fast is not None and fast.next is not None:
slow, fast = slow.next, fast.next.next
if slow == fast:
return True
return False扩展：
python 中is 与 == 区别 ：
is 用于判断两个变量引用对象（即内存地址）是否为同一个， == 用于判断引用变量的值是否相等。
而Python出于对性能的考虑，不可变对象、同一代码块中的对象、值相同的对象，都不会重复创建，而是直接引用已经存在的对象。
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