LeetCode 141：环形链表检测的哈希与快慢指针解法

环形链表基础

在数据结构中，链表通常是一条从起点 (head) 出发，每个节点指向下一个，最终以空指针 (nullptr) 结束的线性结构。但环形链表打破了这一规则，某个节点的 next 指针不再为空，而是指向链表中已存在的节点，形成闭环。

解法一：哈希表法

思路与实现

这就像侦探追踪线索，需要记录每一个经过的节点。每当遇到新节点时，检查它是否已经出现过。

bool hasCycle(ListNode *head) {
    unordered_set<ListNode*> visited;
    while(head != nullptr) {
        if(visited.count(head)) {
            return true; // 发现重复访问，存在环
        }
        visited.insert(head);
        head = head->next;
    }
    return false; // 正常到达终点，无环
}

性能分析

• 时间复杂度：O(n)，最坏需遍历整个链表。
• 空间复杂度：O(n)，需存储所有访问过的节点。

这种方法直观易懂，unordered_set 提供了平均 O(1) 的查找效率，适合教学和理解问题本质。

解法二：快慢指针法

思路与实现

受龟兔赛跑启发，让两个指针以不同速度遍历。若存在环，快指针终将追上慢指针；若无环，快指针先达终点。

bool hasCycle(ListNode *head) {
    if(head == nullptr || head->next == nullptr) {
        return false;
    }
    ListNode* slow = head;
    ListNode* fast = head->next;
    while(slow != fast) {
        if(fast == nullptr || fast->next == nullptr) {
            return false; // 快指针到达终点，无环
        }
        slow = slow->next;      // 乌龟每次一步
        fast = fast->next->next; 
    }
     ; 
}