拔丝LeetCode141：轻松解构链表环之谜

2023-11-22 22:36:05

链表在程序设计中有着广泛的应用，它们可以用于构建各种数据结构，如栈、队列和图。理解链表的基本概念和操作，对于任何程序员来说都非常重要。而LeetCode题库中的第141题，则为你提供了一个很好的机会来检验你对链表的掌握程度。

本题的题目是这样的：给定一个链表，判断链表中是否存在环。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。

例如，如下图所示，如果链表中的最后一个节点连接到了位置为3的节点，则pos=3。

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6
                  ^         |
                  |_________|

拨丝LeetCode141：Floyd算法

解决这道题的最佳方法之一就是使用Floyd算法。Floyd算法又称龟兔赛跑算法，它是一种非常巧妙的算法，可以用来检测链表中是否存在环。

Floyd算法的工作原理是使用两个指针，一个指针称为快指针，另一个指针称为慢指针。快指针每次移动两步，而慢指针每次只移动一步。如果链表中有环，那么快指针最终会追上慢指针。

Floyd算法的具体步骤如下：

将快指针和慢指针都指向链表的第一个节点。
将快指针移动两步，将慢指针移动一步。
重复步骤2，直到快指针和慢指针相遇或到达链表的末尾。

如果快指针和慢指针相遇，则链表中存在环。如果快指针和慢指针到达链表的末尾，则链表中不存在环。

代码实现

def has_cycle(head):
    """
    判断链表中是否存在环。

    参数：
        head：链表的头节点

    返回：
        如果链表中有环，则返回True，否则返回False。
    """

    # 如果链表为空，则没有环
    if not head:
        return False

    # 定义快指针和慢指针
    fast = head
    slow = head

    # 循环，直到快指针和慢指针相遇或到达链表的末尾
    while fast and fast.next:
        # 将快指针移动两步
        fast = fast.next.next

        # 将慢指针移动一步
        slow = slow.next

        # 如果快指针和慢指针相遇，则链表中有环
        if fast == slow:
            return True

    # 如果快指针和慢指针到达链表的末尾，则链表中不存在环
    return False