leetcode142.环形链表II

题目描述

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？

分析思路

此题适合画图结合数学公式进行分析。首先判断是否有环，采用的是快慢指针的方法进行，快指针走2步，慢指针走1步，如果二者相遇，那一定存在环。

在此基础上，我们进行下面的判断，fast相遇点和fast2 (head) 到环入口的步长一定是一样或者是比它多走n圈，具体推理看代码随想录的分析：x = (n - 1) (y + z) + z，因此代码也自然而然写了出来。

我第一次写的时候在while中加入了break，其实大可不必，直接在里面进行第二次的while判断。如果找不到环，那就返回空指针即可。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        while(fast!=nullptr && fast->next!=nullptr){
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
            if(fast==slow){ // 如果二者相等，即为相遇点。
                ListNode* fast2 = head;
                while(fast2!=fast){ // 继续判断，他们不等于的时候，一步一步走，如果相遇了就return fast
                    fast2 =  fast2->next;
                    fast = fast->next;
                }
                return fast;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};