LC题解-环形链表Ⅱ题解笔记

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

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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。
题解

    快慢指针，快指针一次移动2个，满慢指针一次移动1个，如果不是循环链表，则快指针的next会等于null。

    当快指针和慢指针相遇后，慢指针指向头部，快指针在相遇处，快慢指针同时每次移动1个，相遇的节点即为环形节点的入口。

推理

    开头至入口的节点数=x，入口到相遇的节点数=y，相遇到入口的节点数=z

    （x + y）* 2 = x + y + n * (y + z)

    x + y = n * ( y + z)

    x = (n - 1)(y + z) + z    

    根据等式，一个指针从相遇节点快出发，一个指针从头结点出发，在相遇节点出发的指针，一定通过循环(n - 1)圈以及z个节点的情况下，再次与头结点相遇。

代码
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/**
 * 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) {
        if(head == null || head.next == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = head.next.next;
        ListNode slow = head.next;

        while(fast != null && fast.next != null) {
            if(fast == slow) {
                // 第一次相遇
                slow = head;
                while(slow != fast) {
                    slow = slow.next;
                    fast = fast.next;
                }
                return slow;
            } else {
                slow = slow.next;
                fast = fast.next.next;
            }
        }

        return null;
    }
}