【中等】142. 环形链表 II

题目

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

进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

解题

func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    m := map[*ListNode]struct{}{}
    for head != nil{
        if _, ok := m[head];ok{
            return head
        }
        m[head] = struct{}{}
        head = head.Next
    }
    
    return nil
}

func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil{
        return nil
    }
    
    slow, fast := head.Next, head.Next.Next
    
    for fast != nil && fast.Next != nil {
        if fast==slow{
            for head != slow{
                head = head.Next
                slow = slow.Next
            }
            return head    
        }
        slow, fast = slow.Next, fast.Next.Next
    }

    return nil
}

题解

方法一：哈希表

func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    seen := map[*ListNode]struct{}{}
    for head != nil {
        if _, ok := seen[head]; ok {
            return head
        }
        seen[head] = struct{}{}
        head = head.Next
    }
    return nil
}

作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

时间：O(N)
空间：O(N)

方法二：快慢指针

快慢链表写出来了，但是不知道怎么找入口节点。看题解是真的牛。果然到最后还得是数学。哭。

func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    slow, fast := head, head
    for fast != nil {
        slow = slow.Next
        if fast.Next == nil {
            return nil
        }
        fast = fast.Next.Next
        if fast == slow {
            p := head
            for p != slow {
                p = p.Next
                slow = slow.Next
            }
            return p
        }
    }
    return nil
}

作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

时间：O(N)
空间：O(1)

---

讲得很清晰的题解：环形链表 II（双指针，清晰图解）
要点：

1. 快慢节点相遇，慢节点最多遍历所有节点，不可能在环中走超过一圈。
2. 快慢节点相遇实际是快节点比慢节点多走n圈环。
3. 设b为环节点数，a为从head到环入口的节点数
   快慢节点相遇时，fast走过2nb，slow走过nb
4. 要找到环入口，可以让节点走a+nb，nb为相遇时slow走的节点数，找a——在起一个节点从head走到入口处恰好为a，这样再有一个判等就能定位环入口了。

长进

1. seen[head] = struct{}{}语句中，第一个{}是类型的一部分，用一个空结构作为占位符，是一个类型。第二个{}表示声明了一个struct{}结构的变量，作为map的value。
   • 只有一个{}是不对的，报错：struct{} (type) is not an expression (solution.go)
2. 快慢指针可以定位环的位置。通过计算找关系。