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457. 环形数组是否存在循环

存在一个不含 0环形 数组 nums ,每个 nums[i] 都表示位于下标 i 的角色应该向前或向后移动的下标个数:

  • 如果 nums[i] 是正数,向前(下标递增方向)移动 |nums[i]|

  • 如果 nums[i] 是负数,向后(下标递减方向)移动 |nums[i]|

因为数组是 环形 的,所以可以假设从最后一个元素向前移动一步会到达第一个元素,而第一个元素向后移动一步会到达最后一个元素。

数组中的 循环 由长度为 k 的下标序列 seq 标识:

  • 遵循上述移动规则将导致一组重复下标序列 seq[0] → seq[1] → …​ → seq[k - 1] → seq[0] → …​

  • 所有 nums[seq[j]] 应当不是 全正 就是 全负

  • k > 1

如果 nums 中存在循环,返回 true ;否则,返回 false

示例 1:

{image_attr}
输入:nums = [2,-1,1,2,2]
输出:true
解释:图片展示了节点间如何连接。白色节点向前跳跃,而红色节点向后跳跃。
我们可以看到存在循环,按下标 0 -> 2 -> 3 -> 0 --> ...,并且其中的所有节点都是白色(以相同方向跳跃)。
{image_attr}
Tip
这个图更容易理解!

示例 2:

{image_attr}
输入:nums = [-1,-2,-3,-4,-5,6]
输出:false
解释:图片展示了节点间如何连接。白色节点向前跳跃,而红色节点向后跳跃。
唯一的循环长度为 1,所以返回 false。

示例 3:

{image_attr}
输入:nums = [1,-1,5,1,4]
输出:true
解释:图片展示了节点间如何连接。白色节点向前跳跃,而红色节点向后跳跃。
我们可以看到存在循环,按下标 0 --> 1 --> 0 --> ...,当它的大小大于 1 时,它有一个向前跳的节点和一个向后跳的节点,所以 它不是一个循环。
我们可以看到存在循环,按下标 3 --> 4 --> 3 --> ...,并且其中的所有节点都是白色(以相同方向跳跃)。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 5000

  • -1000 <= nums[i] <= 1000

  • nums[i] != 0

进阶:你能设计一个时间复杂度为 \$O(n)\$ 且额外空间复杂度为 \$O(1)\$ 的算法吗?

思路分析

使用回溯,对每一个坐标元素做深度优先遍历,发现环形数组则返回,否则继续向后遍历。时间复杂度是: \$O(n^2)\$。

进一步思考,遍历过的节点都不会是环形数组(是环形数组已经返回结果了),所以,可以把遍历过的节点留痕,那么遇到遍历过的节点,就可以直接返回 true 了。这样时间复杂度就成: \$O(n)\$。

另外,可以把遍历过的节点设置为 0,由于环形数组不能为 0,则遇到就可以直接“判断为 false”。

代码写的有些复杂了!

快慢指针也是一个非常好的思路:

{image_attr}
一刷
link:{sourcedir}/_0457_CircularArrayLoop.java[role=include]