c++中如何判断链表是否有环_c++链表环检测方法

使用快慢指针可高效判断链表是否有环，时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)；当快慢指针相遇后，将一指针移回头节点并同步前进，再次相遇点即为环入口。

判断链表是否有环是常见的数据结构问题。在C++中，最高效的方法是使用快慢指针（Floyd判圈法）。这种方法不需要额外的存储空间，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。

快慢指针法原理

定义两个指针，一个慢指针（slow）每次移动一步，一个快指针（fast）每次移动两步。如果链表中存在环，快指针最终会追上慢指针；如果没有环，快指针会到达链表尾部（nullptr）。

示例代码：

#include 
using namespace std;

// 链表节点定义
struct ListNode {
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};

// 判断链表是否有环
bool hasCycle(ListNode *head) {
    if (!head || !head->next) return false;

    ListNode *slow = head;
    ListNode *fast = head;

    while (fast && fast->next) {
        slow = slow->next;           // 慢指针前进一步
        fast = fast->next->next;     // 快指针前进两步

        if (slow == fast) {          // 两指针相遇，说明有环
            return true;
        }
    }

    return false; // 快指针到达末尾，无环
}

如何确定环的起始位置

在检测到环后，还可以进一步找出环的入口节点。方法是：当快慢指针相遇后，将其中一个指针重新指向头节点，然后两个指针都以每次一步的速度前进，再次相遇的位置就是环的起点。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

LobeHub

LobeChat brings you the best user experience of ChatGPT, OLLaMA, Gemini, Claude

下载

找环入口代码：

ListNode* detectCycle(ListNode *head) {
    if (!head || !head->next) return nullptr;

    ListNode *slow = head;
    ListNode *fast = head;

    // 第一步：判断是否有环
    while (fast && fast->next) {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
        if (slow == fast) break;
    }

    // 如果无环
    if (!fast || !fast->next) return nullptr;

    // 第二步：找环的起始位置
    slow = head;
    while (slow != fast) {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next;
    }

    return slow; // 返回环的入口节点
}

使用哈希表的方法（备选方案）

另一种思路是使用哈希表记录访问过的节点。遍历链表时，检查当前节点是否已在集合中出现过。该方法逻辑直观，但空间复杂度为O(n)。

#include 
bool hasCycleHash(ListNode *head) {
    unordered_set visited;
    while (head) {
        if (visited.count(head)) return true;
        visited.insert(head);
        head = head->next;
    }
    return false;
}

基本上就这些。快慢指针法是面试和实际应用中的首选方案。