剑指offerDay13----链表中环的入口结点

题目:
给一个链表,若其中包含环,请找出该链表的环的入口结点,否则,输出null。

思路:

使用双指针法,先判断是否有环,有环的话,再让slow指针指向头结点,然后fast指针和slow指针每次都走一步,当他们相遇时,为环的入口结点。
推导图片

假设x为环前面的路程(黑色路程),a为环入口到相遇点的路程(蓝色路程,假设顺时针走), c为环的长度(蓝色+橙色路程)
当快慢指针相遇的时候:

此时慢指针走的路程为Sslow = x + m * c + a
快指针走的路程为Sfast = x + n * c + a
2 Sslow = Sfast
2 * ( x + m*c + a ) = (x + n *c + a)
从而可以推导出:
x = (n - 2 * m )*c - a= (n - 2 *m -1 )*c + c - a

即环前面的路程 = 数个环的长度(为可能为0) + c - a。其中c - a是相遇点后,环后面部分的路程。(橙色路程)
所以,可以让一个指针从起点A开始走,让一个指针从相遇点B开始继续往后走,2个指针速度一样,那么,当从原点的指针走到环入口点的时候(此时刚好走了x),从相遇点开始走的那个指针也一定刚好到达环入口点。所以2者会相遇,且恰好相遇在环的入口点。

源码:GitHub源码

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

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}
*/
public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if(pHead == null || pHead.next == null) return null;
        ListNode slow = pHead;
        ListNode fast = pHead;
        while(fast.next != null && fast.next.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(slow == fast){
                slow = pHead;
                while(slow != fast){
                    slow = slow.next;
                    fast = fast.next;
                }
                return slow;
            }
        }
        return null;
    }
}

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