day134—快慢指针—环形链表（LeetCode-141）

题目描述

给你一个链表的头节点 head ，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，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。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 。

示例 1：

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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：

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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：

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输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 104]
-105 <= Node.val <= 105
pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

解决方案：

这段代码的核心功能是判断单链表中是否存在环形结构 （即链表的某个节点的 next 指向链表中之前的节点，形成闭环），采用「快慢指针（龟兔赛跑）」的经典方法实现，时间复杂度 O(n)、空间复杂度 O(1)，是判断链表环的最优解法。

核心逻辑

代码利用快慢指针的运动特性：若链表无环，快指针会先走到末尾；若有环，快慢指针最终会在环内相遇：

边界预判 ：先判断链表为空或只有一个节点，直接返回 false（不可能有环）；
指针初始化 ：慢指针 low 和快指针 fast 都从链表头节点 head 出发；
快慢遍历与相遇判断 ：循环条件为 fast 不为空且 fast->next 不为空（保证快指针能走两步）：
- 慢指针 low 每次走 1 步，快指针 fast 每次走 2 步；
- 若某一时刻 fast == low（快慢指针相遇），说明链表有环，立即返回 true；
无环返回 ：若循环结束（快指针走到链表末尾），说明链表无环，返回 false。

总结

核心思路：利用快慢指针步长差（1:2），无环则快指针先到终点，有环则快慢指针必在环内相遇；
关键细节：循环条件 fast && fast->next 避免快指针访问空指针的 next 导致崩溃；
效率优势：无需额外空间（如哈希表）存储节点，仅用两个指针完成判断，空间复杂度为 O(1)。

函数源码：

cpp 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        if(head==nullptr || head->next==nullptr){
            return false;
        }
        ListNode* low=head;
        ListNode* fast=head;
        while(fast && fast->next){
            low=low->next;
            fast=fast->next->next;
            if(fast==low) return true;
        }
        return false;
    }
};