leetcode 10.05-10.11

2020-10-10

141 环形列表
142 环形列表2

141. 环形列表

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：

1
2
3

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。

思路：快慢指针，一个指针每次向后移动一个节点，一个每次向后移动两个节点。如果两个指针有相等的时候说明它们相遇了，有环；快指针走到结尾说明没环。需要注意指针空不空的边界条件。

AC代码：

class Solution(object):
    def hasCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: bool
        """
        if not head: return False
        if not head.next: return False
        p1 = head
        p2 = head.next
        while p1 and p2:
            if p1 == p2: return True
            if not p2.next: return False
            p1 = p1.next
            p2 = p2.next.next
        return False

142. 环形列表2

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。如果链表无环，则返回 null。

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。

说明：不允许修改给定的链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii
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思路：先判断是否存在环，用上一题的方法即可。如果不存在，返回null；否则此时两个指针都指向环中的某个节点。接下来计算环的长度，一个指针$slow$不动，另一个指针$fast$向后遍历，直到fast和slow指向同一个指针，计算环的长度$len$。最后，$slow$指向$head$，$fast$指向$head$之后的第$len$个节点，两个指针同时向后移动，它们相遇的节点就是环的起始位置。

AC代码：

class Solution(object):
    def detectCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        if not head or not head.next: return None
        slow = fast = head
        found = False
        while slow and fast and fast.next:
            if slow == fast.next:
                found = True
                break
            slow = slow.next
            fast = fast.next.next
        
        if not found: return None
        length = 1
        while slow is not fast:
            slow = slow.next
            length += 1
        slow = fast = head
        for i in range(length):
            fast = fast.next
        while slow is not fast:
            slow = slow.next
            fast = fast.next
        return slow