【Java版oj】环形链表 II

目录

一、原题再现

二、问题分析

三、完整代码

---

 

一、原题再现

142. 环形链表 II

难度中等1822

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

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 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。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例 1：

 

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
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：返回索引为 0 的链表节点
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：返回 null
解释：链表中没有环。

提示：

• 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

二、问题分析

前情提要：指路环形链表☞http://t.csdn.cn/KiTvN  141. 环形链表

 说明：

        H为链表的起始点，E为环入口点，M为与判环时候相遇点

 假设：

        环的长度为R，H到E的距离为L，E到M的距离为X，则：M到E的距离为R-X

        在判环时，快慢指针相遇时所走的路径长度:fast:L +X + nR;slow:L + X
 注意：
1.当慢指针进入环时，快指针可能已经在环中绕了n圈了，n至少为1。因为快指针先进环走到M的位置，最后又在M的位置与慢指针相遇
2.慢指针进环之后，快指针肯定会在慢指针走一圈之内追上慢指针。因为慢指针进环后，快慢指针之间的距离最多就是环的长度，而两个指针在移动时，每次它们至今的距离都缩减一步，因此在慢指针移动一圈之前快指针肯定是可以追上慢指针的。

而快指针速度是慢指针的两倍，因此有如下关系是:
2*(L+ X)=L+X+ nR
L+X=nR
L= nR-X (n为1,.,3...... n的大小取决于环的大小，环越小n越大)
极端情况下，假设n= 1,此时: L= R-X
即:一个指针从链表起始位置运行，一个指针从相遇点位置绕环，每次都走一步，两个指针最终会在入口点的位置相遇

结论：L= R-X

        让一个指针从链表起始位置开始遍历链表，同时让一个指针从判环时相遇点的位置开始绕环运行，两个指针都是每次均走一步，最终肯定会在入口点的位置相遇。

三、完整代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        while (true) {
            if (fast == null) {
                break;
            }
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
            if (fast == null) {
                break;
            }
            fast = fast.next;

            if (fast == slow) {
                break;
            }
        }

        // fast == null || fast == slow
        // fast == null : 链表不带环
        // fast == slow : 链表带环
        if (fast == null) {
            return null;
        }

        // fast == slow 相等，都指向相遇点
        ListNode c1 = head;
        ListNode c2 = fast;

        while (c1 != c2) {
            c1 = c1.next;
            c2 = c2.next;
        }

        return c1;     
    }
}

---