day4 两两交换链表中的节点（24）删除链表倒数第n个节点（19）环形链表（142）java
一、两两交换链表中的节点
要求：两两交换相邻节点，返回交换之后的链表
public class Test1 {
static class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode() {}
ListNode(int val) { this.val = val; }
ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
}
public static ListNode swapPairs(ListNode head) {
ListNode dummyNode = new ListNode(0);
dummyNode.next = head;
ListNode prev = dummyNode;
while (prev.next != null && prev.next.next != null) {
ListNode temp = head.next.next; // 缓存 next
prev.next = head.next; // 将 prev 的 next 改为 head 的 next
head.next.next = head; // 将 head.next(prev.next) 的next，指向 head
head.next = temp; // 将head 的 next 接上缓存的temp
prev = head; // 步进1位
head = head.next; // 步进1位
}
return dummyNode.next;
}
public static void main(String[] args) {
ListNode head = new ListNode(1);
ListNode node2 = new ListNode(2);
ListNode node3 = new ListNode(3);
ListNode node4 = new ListNode(4);
head.next = node2;
node2.next = node3;
node3.next = node4;
swapPairs(head);
}二、删除链表的倒数第n个节点
要求：给定一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点
思路：使用双指针，快慢指针，首先快指针走n+1步，然后两个一块移动，直到fast指向为空，然后slow.next指向下一个节点
public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
ListNode dumm = new ListNode(0);
dumm.next = head;
ListNode fast = dumm;
ListNode slow = dumm;
for(int i = 0;i注：注意java里的栈和堆的分布，以及是否创建新的实例
三、环形链表
要求：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
解法：快慢指针，分别定义fast和slow指针，从头结点出发，fast每次移动两个节点，slow每次移动一个节点，若是在途中相遇，说明链表有环
假设从头结点到环形入口节点 的节点数为x。 环形入口节点到 fast指针与slow指针相遇节点 节点数为y。 从相遇节点 再到环形入口节点节点数为 z。
那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为 一圈内节点的个数A。
因为fast指针是一步走两个节点，slow指针一步走一个节点， 所以 fast指针走过的节点数 = slow指针走过的节点数 * 2：
(x + y) * 2 = x + y + n (y + z)
两边消掉一个（x+y）: x + y = n (y + z)
x = (n - 1) (y + z) + z
因为要找环形的入口，那么要求的是x，因为x表示 头结点到 环形入口节点的的距离。
当n=1时，从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。
n>1，fast指针在环形转n圈之后才遇到slow
在推理过程中，大家可能有一个疑问就是：为什么第一次在环中相遇，slow的 步数 是 x+y 而不是 x + 若干环的长度 + y 呢？
即文章链表：环找到了，那入口呢？ (opens new window)中如下的地方：
首先slow进环的时候，fast一定是先进环来了。
如果slow进环入口，fast也在环入口，那么把这个环展开成直线，就是如下图的样子：
可以看出如果slow 和 fast同时在环入口开始走，一定会在环入口3相遇，slow走了一圈，fast走了两圈。
重点来了，slow进环的时候，fast一定是在环的任意一个位置，如图：
那么fast指针走到环入口3的时候，已经走了k + n 个节点，slow相应的应该走了(k + n) / 2 个节点。
因为k是小于n的（图中可以看出），所以(k + n) / 2 一定小于n。
也就是说slow一定没有走到环入口3，而fast已经到环入口3了。
这说明什么呢？
在slow开始走的那一环已经和fast相遇了。
那有同学又说了，为什么fast不能跳过去呢？ 在刚刚已经说过一次了，fast相对于slow是一次移动一个节点，所以不可能跳过去。
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if (slow == fast) {// 有环
ListNode index1 = fast;
ListNode index2 = head;
// 两个指针，从头结点和相遇结点，各走一步，直到相遇，相遇点即为环入口
while (index1 != index2) {
index1 = index1.next;
index2 = index2.next;
}
return index1;
}
}
return null;
}
}注：文章中的图片来源于代码随想录，可以去他们的网站看看。