算法题:链表中是否存在环

链表中是否存在环(快慢指针法)

问题描述:给定一个链表,判断链表中是否有环。

解题思路:使用快慢指针法(Floyds Tortoise and Hare Algorithm),也称为龟兔赛跑算法。
设置两个指针,一个快指针(每次移动两步)和一个慢指针(每次移动一步)。
如果链表中存在环,那么快慢指针最终会在环内相遇;如果链表中不存在环,那么快指针会先到达链表末尾(null)。

Java代码实现

public class ListNode {
    
    
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int x) {
    
     val = x; }
}

public class LinkedListCycle {
    
    
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
    
    
        if (head == null || head.next == null) {
    
    
            return false; // 链表为空或只有一个节点,肯定没有环
        }
        
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        
        while (fast != null && fast.next != null) {
    
    
            if (slow == fast) {
    
    
                return true; // 快慢指针相遇,说明有环
            }
            slow = slow.next; // 慢指针移动一步
            fast = fast.next.next; // 快指针移动两步
        }
        
        return false; // 快指针到达链表末尾,说明没有环
    }
}

解析

  • 首先检查链表是否为空或只有一个节点,因为这两种情况下链表肯定没有环。
  • 初始化快慢指针,快指针指向头节点的下一个节点,慢指针指向头节点。
  • 在循环中,快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步。
  • 如果快指针到达链表末尾(fast == nullfast.next == null),则跳出循环,说明链表没有环。
  • 如果快慢指针相遇(slow == fast),则说明链表中存在环,返回true