python刷题之快慢指针与二分查找

141. 环形链表

难度简单986

给定一个链表，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 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。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环，则返回 true 。 否则，返回 false 。

 

进阶：

你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

 

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。

class Solution():
    def hasCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: bool
        """
        if head is None:
            return False
        seen = set()
        while head:
            if head in seen:
                return True
            else:
                seen.add(head)
            head=head.next
        return False

原因如下：列表数据有序，可重复，查找某个元素方式为逐个遍历；
时间复杂度为列表的长度，即从第一个元素遍历到最后一个元素为止，O(len(list))
集合数据无序，不可重复，查找某个元素方式为哈希。即某个元素通过哈希计算，他的位置永远固定（顺序却不按输入元素顺序，解释了为什么集合无序），查询时通过哈希即可一次找到该元素。
时间复杂度为O(1)
 

方法二：快慢指针

class Solution():
    def hasCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: bool
        """
        if head is None:
            return False
        node1 = head  # 走一步
        node2 = head  # 走两步

        while node2.next and node2.next.next:
            node1 = node1.next
            node2 = node2.next.next
            if node1 == node2:
                return True
        return False