链表中环的入口结点（链表）

题目描述：一个链表中包含环，请找出该链表的环的入口结点。

 public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

思路一：

1. 找环中相汇点。分别用p1，p2指向链表头部，p1每次走一步，p2每次走二步，直到p1==p2找到在环中的相汇点。 

2. 找环的入口。

接上步，当p1==p2时，p2所经过节点数为2x，p1所经过节点数为x，设环中有n个节点，p2比p1多走一圈，有2x=n+x，n=x；

可以看出p1实际走了一个环的步数，再让p2指向链表头部，p1位置不变，p1，p2每次走一步，直到p1==p2，此时p1指向环的入口。

public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if (pHead == null) return null;
        ListNode p1 = pHead;
        ListNode p2 = pHead;
        while (p2 != null && p2.next != null)
        {
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next.next;
            if (p1 == p2)
            {
                p2 = pHead;
                while (p1 != p2)
                {
                    p1 = p1.next;
                    p2 = p2.next;
                }
                if (p1 == p2)
                    return p1;
            }
        }
        return null;
    }
}

思路二：

如果链表中环 有n个结点，指针P1在链表上向前移动n步，然后两个指针以相同的速度向前移动。 

当第二个指针P2指向环的入口结点时，第一个指针P1已经围绕着环走了一圈又回到了入口结点。 所以首先要得到环中结点的数目。

找到一快一满指针相遇处的节点，相遇的节点一定是在环中。

public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if (pHead == null) return null;
        ListNode meetingNode = MeetingNode(pHead);
        if (meetingNode == null) return null;
        ListNode tmpNode = meetingNode;
        int loopCount = 1;
        while (tmpNode.next != meetingNode)
        {
            tmpNode = tmpNode.next;
            ++loopCount;
        }

        ListNode p1 = pHead;
        ListNode p2 = pHead;
        for (int i = 1; i <= loopCount; i++)
            p1 = p1.next;
        while (p1 != p2)
        {
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }
        return p1;
    }

    private ListNode MeetingNode(ListNode pHead)
    {
        if (pHead == null) return null;
        ListNode slow = pHead.next;
        if (slow == null) return null;
        ListNode fast = slow.next;
        while (slow != null && fast != null)
        {
            if (slow == fast)
                return fast;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
            if (slow != fast)
                fast = fast.next;
        }
        return null;
    }
}

思路三：

时间复杂度为O（n），两个指针，一个在前面，另一个紧邻着这个指针，在后面。 两个指针同时向前移动，每移动一次，前面的指针的next指向NULL。访问过的节点都断开，最后到达的那个节点一定是尾节点的下一个， 也就是循环的第一个。 这时候已经是第二次访问循环的第一节点了，第一次访问的时候我们已经让它指向了NULL， 所以到这结束。

这样会破坏原始数据。

public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if (pHead == null || pHead.next == null) return null;
        ListNode p1 = pHead;
        ListNode p2 = pHead.next;
        while (p2 != null)
        {
            p1.next = null;
            p1 = p2;
            p2 = p2.next;
        }
        return p1;
    }
}

思路四：

import java.util.HashSet;

public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if (pHead == null) return null;
        HashSet set = new HashSet<>();
        while (pHead != null)
        {
            if (set.add(pHead))
                pHead = pHead.next;
            else 
                return pHead;
        }
        return null;
    }
}