题解 | 【清晰图解】#删除有序链表中重复的元素-II#set集合特性来解

链表中环的入口结点

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默认你已经理解清楚题意

传统美德不能丢😜

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第一种 用哈希表来解

思路如下

一个非常直观的思路是:我们遍历链表中的每个节点,并将它记下来;一旦遇到了此前遍历过的节点,那么就可以判定链表中存在环的,你有可能担心节点如果重复咋办?就借助集合可以很方便地实现啦。

//Java这样写
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode pos = head;
        Set visited = new HashSet();
        while (pos != null) {
            if (visited.contains(pos)) {
                return pos;
            } else {
                visited.add(pos);
            }
            pos = pos.next;
        }
        return null;
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度是O(N),因为其中 N 是集合中节点的数目,我们恰好又需要访问集合中的每一个节点。

  • 空间复杂度是O(N),其中 N 为链表中节点的数目。我们需要把链表中的每个节点都保存在哈希集合里面去。

第二种 用快慢指针来解

思路如下

我们使用两个指针,fast 与 slow。它们起始都位于链表的头部。随后,slow 指针每次向后移动一个位置,而 fast 指针向后移动两个位置。如果链表中存在环,则 fast 指针最终将再次与 slow 指针在环中相遇。

如下图所示,设链表中环外部分的长度为 a。slow 指针进入环后,又走了 b 的距离与 fast 相遇。此时,fast 指针已经走完了环的 n 圈,因此它走过的总距离:a+n(b+c)+b=a+(n+1)b+nc

根据题意,任意时刻你发现没有,fast 指针走过的距离都为 slow 指针的 2 倍。所以,我们有

a+(n+1)b+nc=2(a+b)a=c+(n−1)(b+c)

有了 a=c+(n−1)(b+c) 的等量关系,就会发现:从相遇点到入环点的距离加上 n−1 圈的环长,恰好等于从链表头部到入环点的距离

所以,当发现 slow 与 fast 相遇时,我们要再额外用一个指针 ptr,它指向链表头部;随后,它和 slow 每次向后移动一个位置。最终,它们会在入环点处就会相遇啦。

//Java来解
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        ListNode slow = head, fast = head;
        while (fast != null) {
            slow = slow.next;
            if (fast.next != null) {
                fast = fast.next.next;
            } else {
                return null;
            }
            if (fast == slow) {
                ListNode ptr = head;
                while (ptr != slow) {
                    ptr = ptr.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return ptr;
            }
        }
        return null;
    }
}

复杂度分析下

  • 时间复杂度O(N),因为其中 N 为链表中节点的数目。在最初判断快慢指针是否相遇时,slow 指针走过的距离不会超过链表的总长度;随后寻找入环点时,走过的距离也不会超过链表的总长度。因此,总的执行时间是 O(N)+O(N)=O(N)

  • 空间复杂度是O(1),我们只使用了slow,fast,ptr 三个指针。

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