刻意练习：LeetCode实战 -- Task09. 环形链表

背景

本篇图文是LSGO软件技术团队组织的第二期基础算法（Leetcode）刻意练习训练营的打卡任务。本期训练营采用分类别练习的模式，即选择了五个知识点（数组、链表、字符串、树、贪心算法），每个知识点选择了三个简单、两个中等、一个困难等级的题目，共计三十道题，利用三十天的时间完成这组刻意练习。

本次任务的知识点：链表

链表（Linked List） 是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里除了存放本身数据（data fields）之外还存放其后继节点的指针（Pointer）。

使用链表结构可以克服数组需要预先知道数据大小的缺点，链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。但是链表失去了数组随机读取的优点，同时链表由于增加了结点的指针域，空间开销比较大。

链表有很多种不同的类型：单向链表，双向链表以及循环链表。

题目

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。

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？

实现

第一种：利用Hash的方式

通过检查一个结点此前是否被访问过来判断链表是否为环形链表。

状态：通过
执行用时：172 ms, 在所有 C# 提交中击败了 8.84% 的用户
内存消耗：26.9 MB, 在所有 C# 提交中击败了 5.17% 的用户

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     public int val;*     public ListNode next;*     public ListNode(int x) {*         val = x;*         next = null;*     }* }*/public class Solution
{public bool HasCycle(ListNode head) {HashSet<ListNode> hashSet = new HashSet<ListNode>();hashSet.Add(head);while (head != null){head = head.next;if (head == null)return false;if (hashSet.Contains(head))return true;hashSet.Add(head);}return false;        }
}

Python 语言

执行结果：通过
执行用时：88 ms, 在所有 Python3 提交中击败了 16.80% 的用户
内存消耗：16.9 MB, 在所有 Python3 提交中击败了 7.04% 的用户

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = Noneclass Solution:def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:hashset = set()hashset.add(head)while head is not None:head = head.nextif head is None:return Falseif head in hashset:return Truehashset.add(head)return False

第二种：利用双指针的方式

状态：通过
执行用时: 112 ms, 在所有 C# 提交中击败了 98.43% 的用户
内存消耗: 24.9 MB, 在所有 C# 提交中击败了 5.13% 的用户

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     public int val;*     public ListNode next;*     public ListNode(int x) {*         val = x;*         next = null;*     }* }*/
public class Solution {public bool HasCycle(ListNode head) {ListNode fast = head;ListNode slow = head;while (fast != null && fast.next != null){fast = fast.next.next;slow = slow.next;if (fast == slow)return true;}return false;}
}

Python 语言

执行结果：通过
执行用时：56 ms, 在所有 Python3 提交中击败了 60.97% 的用户
内存消耗：16.6 MB, 在所有 Python3 提交中击败了 11.81% 的用户

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = Noneclass Solution:def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:fast = headslow = headwhile fast is not None and fast.next is not None:fast = fast.next.nextslow = slow.nextif fast == slow:return Truereturn False

来源

https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/submissions/

往期活动

LSGO软件技术团队会定期开展提升编程技能的刻意练习活动，希望大家能够参与进来一起刻意练习，一起学习进步！

Python基础刻意练习活动即将开启，你参加吗？
Task01：变量、运算符与数据类型
Task02：条件与循环
Task03：列表与元组
Task04：字符串与序列
Task05：函数与Lambda表达式
Task06：字典与集合
Task07：文件与文件系统
Task08：异常处理
Task09：else 与 with 语句
Task10：类与对象
Task11：魔法方法
Task12：模块

我是终身学习者“老马”，一个长期践行“结伴式学习”理念的 中年大叔。

我崇尚分享，渴望成长，于2010年创立了“LSGO软件技术团队”，并加入了国内著名的开源组织“Datawhale”，也是“Dre@mtech”、“智能机器人研究中心”和“大数据与哲学社会科学实验室”的一员。

愿我们一起学习，一起进步，相互陪伴，共同成长。

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