142. Linked List Cycle II

arai60/142. Linked List Cycle II.md

@@ -0,0 +1,104 @@
+# step1
+```python
+def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+    visited_nodes = set()
+    current_node = head
+    while current_node:
+        if current_node in visited_nodes:
+            return current_node
+        visited_nodes.add(current_node)
+        current_node = current_node.next
+    return None
+```
+#### 思考ログ
+- 問題文の文意（前回の141からとの違い、何を問うているのか）があまり読み取れなかった
+  - 前回の問題との違いはBoolで返していた値をNodeにするくらいかなと考えたが、流石にそんな簡単なことあるのかと思った
+  - とりあえず時間制限もあるので、Nodeを返すよう修正してみたところ通った
+- hashMapとtwo-pointerのどちらで解こうか考えたがシンプルなhashMapを選んだ
+
+# step1.5
+```python
+    def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        fast = slow = head
+        while fast and fast.next:
+            fast = fast.next.next
+            slow = slow.next
+            if fast is slow:
+                break
+        if not fast or not fast.next:
+            return None
+        slow = head
+        while fast is not slow:
+            fast = fast.next
+            slow = slow.next
+        return fast
+```
+#### 思考ログ
+- two-pointerでも解いてみる
+- こちらで解いてみると問題の意図に気付いた
+  - hashMapは常にループの最初を検知できるが、two-pointerの場合ループ途中のノードで検知する可能性がある。
+- 5分経っても解法がわからないのでaraiさんの解説動画を見る
+- フロイドの循環検出法というらしい
+  - https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AD%E3%82%A4%E3%83%89%E3%81%AE%E5%BE%AA%E7%92%B0%E6%A4%9C%E5%87%BA%E6%B3%95
+- araiさんの解説で理論はわかったがどこまでの理解が必要なのか
+  - このような問題がそのまま出るのか他のアルゴリズムを組み居合わせるような応用が出るのか
+- 前回の問題の際も二つ解放があったがどちらの方がいいかなどは特に考えていなかった
+  - 計算量の観点から考えてみる
+    - hashMap
+      - time complexityはo(n)
+      - space complexityはo(n)
+    - two-pointer
+      - time complexityはo(n)
+      - space complexityはo(1)
+  - two-pointerの方がspace complexityが小さくなるので今回はtwo-pointerを採用する
+
+# step2
+```python
+def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+    fast = slow = head
+    while fast and fast.next:
+        fast = fast.next.next
+        slow = slow.next
+        if fast is slow:
+            break
+    if not fast or not fast.next:
+      return None
+    slow = head
+    while fast is not slow:
+        fast = fast.next
+        slow = slow.next
+    return fast
+
+```
+#### 思考ログ
+- not A is BとA is not Bのように、notのつける位置によってどう変わるのか
+  - > Use is not operator rather than not ... is. While both expressions are functionally identical, the former is more readable and preferred:
+  ``` python
+    # Correct:
+    if foo is not None:
+    # Wrong:
+    if not foo is None:
+  ```
+  - https://peps.python.org/pep-0008
+  - pepに上記の記述があったのでpythonで推奨されているのはis notの方
+
+# step3
+```python
+def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+    fast = slow = head
+    while fast and fast.next:
+        fast = fast.next.next
+        slow = slow.next
+        if fast is slow:
+            break
+    if not fast or not fast.next:
+        return None
+    slow = head
+    while fast is not slow:
+        fast = fast.next
+        slow = slow.next
+    return fast
+```
+#### 思考ログ
+- エラー出さないで３回続けてを繰り返していると、間違えやすいところが見えてくる。
+- 面接を想定して１文ずつここはどういう意図で書いているかを考えながら解けた。