Java 检测链表中的循环

首先，我应该提到，我已经检查并理解了最流行的检测链表中是否有循环的算法（谈论这个）

然而，我试着实现我自己的想法，它似乎在我的例子中起作用——但是它在执行时间上失败了，这让我认为它可以以某种方式进入一个无限循环

我的问题是：我需要知道我的代码是否正确，或者在某些情况下确实进入无限循环

这是单链表的定义

class ListNode {
   int val;
   ListNode next;
   ListNode(int x) {
       val = x;
       next = null;
   }
}

这就是功能：

public boolean hasCycle(ListNode head) {
    //create a list that will contain the elements that have been visited
    List<ListNode> ref = new ArrayList<ListNode>();

    ListNode element = head;
    //add the first element to the list
    ref.add(head);

    boolean contains = false;

    //the special case when the linkedlist is empty
    if(head==null)
        return false;
    while(contains == false){
        if(element.next!=null && !ref.contains(element.next)){
            ref.add(element.next);
            element = element.next;
            contains = false;
        }
        else if (ref.contains(element.next))
            contains = true;
        else if(element.next == null)
            return false;
    }
    return contains;
}

public boolean hasCycle（列表节点头）{
//创建一个包含已访问元素的列表
List ref=new ArrayList（）；
ListNode元素=头；
//将第一个元素添加到列表中
参考添加（标题）；
布尔包含=假；
//linkedlist为空时的特殊情况
if（head==null）
返回false；
while（contains==false）{
if（element.next！=null&&！ref.contains（element.next））{
参考添加（元素下一步）；
element=element.next；
包含=假；
}
else if（参考包含（元素下一步））
包含=真；
else if（element.next==null）
返回false；
}
返回包含；
}

我认为您的代码不可能进入无限循环。以下是算法的可能控制流：

• 如果head为null，则返回false。头部为空现在是一个不变量
• 如果头部的下一个节点是自身，则返回false。head被预先添加到已访问元素的集合中，这使得它变得微不足道
• 如果当前节点的下一个节点为非空且以前未访问过，请将其添加到已访问节点列表中并继续执行
• 如果当前节点的下一个节点为非空，但以前访问过，请执行（现在是多余的）检查以确保该节点以前确实访问过。此时，我们保证在列表中有一个循环，因此我们返回true
• 如果当前节点的下一个节点为空，请检查以前是否访问过任何空节点。由于我们的不变量，头部一开始不是空的，所以无法到达这个特定的分支
• 执行（现在是多余的）检查以查看当前节点的下一个节点是否为空。此时，可以保证当前元素的下一个元素为null，这样就很容易得出结论：在完全遍历列表时，没有遇到循环，并且返回false是安全的

在任何情况下，都不会有分支导致程序状态以某种方式不前进，因此可以安全地说，拥有无限循环不是问题

您的算法的真正问题看起来是它的时间复杂性。要确保java.util.ArrayList不包含特定值，需要完全遍历该列表并每次在每个元素上调用对象#equals。如果您坚决反对使用一种更传统的循环节点链接检查算法，比如您链接的算法，那么我绝对建议您使用java.util.HashSet来执行类似的操作。通过设计，它可以非常快速地查找元素是否存在于其中

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此外，如果您处于一种不太人为的情况，即存在为节点编写的自定义equals和hashCode方法，那么您可能不得不求助于使用hashCode和equals方法通过包装类跟踪节点，这些包装类通过系统#identityHashCode调用和对真实节点的引用相等检查进行代理。否则，算法可能会在循环确实不存在时确定循环存在。

您是否尝试过逐步调试代码？当链接列表中没有循环时，您的代码将进入无限循环。我认为最后一个“else if”处理的是链接列表中没有循环的情况，由于它在到达列表末尾时返回false（它不返回contains，而是直接返回false），请详细说明“它在执行时失败”的含义。输入是什么？结果如何？你以为会是什么呢。是的，我试过调试我的代码，看起来还不错。2.我所说的“执行时间失败”是指网站给我的信息是“提交结果：超出时间限制”。输入（这是自动的）是一个很长的链表，而预期的输出，引用网站上的话，“tail连接到节点索引5902”，这意味着链表中有一个循环。非常感谢！！我现在从ArrayList更改为HashSet，不再超过时间限制！非常感谢您的提示，也感谢您耐心地撰写所有这些解释@没问题！我看你是新来的。如果您觉得某个答案解决了您一直遇到的问题，那么单击旁边的绿色复选标记将其标记为“已接受”，这是一种常见的礼貌。它有助于确保人们未回答的问题始终处于聚光灯下，这样每个人都能得到他们需要的帮助。