LeetCode-141. 环形链表【哈希表，快慢指针】

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：

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：

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：

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, 10^4]
-10 ^ 5 <= Node.val <= 10 ^ 5
pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。
可以忽略pos
https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/description/?orderBy=most_votes

解题思路一：哈希表。将遍历过的节点放入哈希表，如果已在哈希表中存在则直接返回true。

/**
 * 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) {
        unordered_set<ListNode*> seen;
        while(head!=nullptr){
            if(seen.count(head)) return true;
            seen.insert(head);
            head=head->next;
        }
        return false;        
    }
};
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时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(N)

解题思路二：快慢指针。快指针一次走两步，慢指针一次走一步。如果有环存在，那么快指针先进入环中，慢指针始终会追上快指针。否则无环。

/**
 * 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 *slow=head;
        ListNode *fast=head->next;
        while(slow!=fast){
            if(fast==nullptr||fast->next==nullptr) return false;
            slow=slow->next;
            fast=fast->next->next;
        }
        return true;        
    }
};
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时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(1)

解题思路三：Python快慢指针。无圈慢指针不可能追上快指针，反之快指针在圈内等待与慢指针相逢。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def hasCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> bool:
        if not head:
            return False
        slow, fast = head, head
        while fast.next and fast.next.next:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
            if fast == slow:
                return True
        return False
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