数据结构 | 链表 | 问题 4

问题描述

给定一个链表，判断该链表是否有环路。若有环路返回 true，否则返回 false。

解决方案

一种常见的解决方案是使用两个指针，一个快指针 fast 和一个慢指针 slow，同时从链表头部出发。每次循环，快指针 fast 前进两步，慢指针 slow 前进一步。如果快指针 fast 追上了慢指针 slow，说明该链表存在环路。

代码如下：

def has_cycle(head: ListNode) -> bool:
    if not head or not head.next:
        return False

    slow = head
    fast = head.next
    while slow != fast:
        if not fast or not fast.next:
            return False
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next
    return True

其中，ListNode 表示链表节点的类，其定义如下：

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 $n$ 是链表的长度。
• 空间复杂度：$O(1)$，只使用了常数级别的额外空间。

测试样例

现给出一些测试样例：

• 空链表：返回 False
• 只有一个节点：返回 False
• 没有环路：返回 False
• 有环路：返回 True

总结

链表环路判断是一道经典的面试题，掌握解决方案对于程序员来说是必不可少的。