141 环形链表

 解题思路:
  
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    最容易想到的方法,就是遍历链表同时用哈希表unordered_map把节点存下来:
  
     
      
       
        
        
       
      
        \qquad\qquad 
       
      
    遇到重复节点则认为存在环,返回true;
  
     
      
       
        
        
       
      
        \qquad\qquad 
       
      
    遍历到nullptr,则链表中不存在环,返回false;
  
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    这种方法简单直接,时间复杂度O(N),空间复杂度O(N)。但能不能更进一步优化空间复杂度到O(1)?
优化思路:
  
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    借用双指针的思路,用快慢指针进行优化。
  
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    慢指针slow每次前进1步,快指针fast每次前进两步。如果链表不存在环,则fast会比slow先到达终点nullptr;否则,fast会在环中绕圈,直到某一时刻与slow相遇。存在环的条件下,如何证明两指针一定会享相遇呢?假设经过x次移动后相遇,则fast移动的距离是2x,slow移动的距离是x,且满足以下等式:
  
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    2x - x = n * LEN, 即 x = n * LEN 
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    LEN - 为链表中环的长度
  
     
      
       
        
       
      
        \qquad 
       
      
    由于x为所有自然数,所以一定能够到达。
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        if(head == nullptr || head->next == nullptr)
        {
            return false;
        }
        ListNode * fast = head->next;
        ListNode * slow = head;
        while(fast != slow)
        {
            if(fast == nullptr || fast->next == nullptr)
            {
                return false;
            }
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
        }
        return true;
    }
};
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