Leetcode刷题日记之环形链表II

一：问题描述

 环形链表 II

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

说明：不允许修改给定的链表。

 

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

二：问题分析

以下分析为leetcode官方题解

Floyd 算法
想法

当然一个跑得快的人和一个跑得慢的人在一个圆形的赛道上赛跑，会发生什么？在某一个时刻，跑得快的人一定会从后面赶上跑得慢的人。

算法

Floyd 的算法被划分成两个不同的 阶段 。在第一阶段，找出列表中是否有环，如果没有环，可以直接返回 null 并退出。否则，用 相遇节点 来找到环的入口。

阶段 1

这里我们初始化两个指针 - 快指针和慢指针。我们每次移动慢指针一步、快指针两步，直到快指针无法继续往前移动。如果在某次移动后，快慢指针指向了同一个节点，我们就返回它。否则，我们继续，直到 while 循环终止且没有返回任何节点，这种情况说明没有成环，我们返回 null 。

阶段2

给定阶段 1 找到的相遇点，阶段 2 将找到环的入口。首先我们初始化额外的两个指针： ptr1 ，指向链表的头， ptr2 指向相遇点。然后，我们每次将它们往前移动一步，直到它们相遇，它们相遇的点就是环的入口，返回这个节点。

下面的图将更好的帮助理解和证明这个方法的正确性。

证明公式如下：

 三：问题求解

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
//阶段一：判断是否有环
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(true){
            if(fast==null||fast.next==null){
                return null;
            }
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
            if(fast==slow){
                break;
            }
        }
//阶段二：找到环的起点
        fast=head;
        while(fast!=slow){
            fast=fast.next;
            slow=slow.next;
        }
        return fast;
    }
}