检测和删除链表中的循环

在链表数据结构中，循环链表是指链表中某个节点指向它之前的节点，使整个链表形成一个循环。循环链表在某些情况下是有用的，但在其他情况下可能会导致问题。在本文中，我们将介绍如何检测和删除链表中的循环。

检测循环

要检测链表中是否存在循环，我们可以使用快慢指针技术。我们定义两个指针，一个指针每次移动一个节点，另一个指针每次移动两个节点。如果链表中存在循环，则快指针最终将追上慢指针。

以下是该算法的示例代码：

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

def hasCycle(head: ListNode) -> bool:
    if not head:
        return False
        
    slow, fast = head, head.next
    while fast and fast.next:
        if slow == fast:
            return True
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next
        
    return False

在此代码中，我们开始时定义两个指针，slow 和 fast，它们指向链表的头节点和头节点的下一个节点，因为快指针每次移动两个节点。我们每次在循环中移动两个指针，并检查两个指针是否相遇。如果相遇，说明链表中存在循环，否则没有循环。

删除循环

一旦我们检测到链表中存在循环，我们需要删除它。要删除一个循环，我们可以使用与检测循环相同的技术：快慢指针。我们可以定义两个指针，慢指针每次移动一个节点，快指针每次移动两个节点。当快指针追上慢指针时，我们可以将慢指针重置到链表的头部，并将两个指针每次向前移动一个节点，直到它们再次相遇。此时，我们找到了循环的开始节点，并且可以将该节点的 next 指针设置为 None，从而删除循环。

以下是该算法的示例代码：

def detectCycle(head: ListNode) -> ListNode:
    if not head:
        return None
        
    slow, fast = head, head
    while fast and fast.next:
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next
        if slow == fast:
            break
    
    if not slow or slow != fast:
        return None
        
    slow = head
        
    while slow != fast:
        slow = slow.next
        fast = fast.next
            
    return slow

在此代码中，我们检测循环的方法与之前相同。如果我们检测到循环，则我们定义两个指针，慢指针和快指针，然后尝试找到循环的开始节点。我们使用慢指针和快指针相遇的位置作为循环的开始。在找到开始节点后，我们将慢指针重置为头节点，并在每个迭代中移动两个指针一个节点，直到它们再次相遇。如果它们相遇，我们找到了循环的开头。我们可以将该节点的 next 指针设置为 None，从而删除循环。

结论

在本文中，我们介绍了如何检测和删除链表中的循环。我们使用快慢指针技术来检测循环，并使用相同的技术找到循环的开始并删除循环。这些算法可以帮助程序员解决链表中的循环问题。