链表中环的入口节点问题
问题的提出
描述：
给一个长度为n链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，返回null。
数据范围： 0<=n<=10000，1<=结点值<=10000
要求：空间复杂度 O(1)O(1)，时间复杂度 O(n)O(n)
例如，输入{1,2},{3,4,5}时，对应的环形链表如下图所示：
可以看到环的入口结点的结点值为3，所以返回结点值为3的结点。
输入描述：
输入分为2段，第一段是入环前的链表部分，第二段是链表环的部分，后台会根据第二段是否为空将这两段组装成一个无环或者有环单链表
返回值描述：
返回链表的环的入口结点即可，我们后台程序会打印这个结点对应的结点值；若没有，则返回对应编程语言的空结点即可。
示例1
输入：
{1,2},{3,4,5}
返回值：
3
说明：
返回环形链表入口结点，我们后台程序会打印该环形链表入口结点对应的结点值，即3
示例2
输入：
{1},{}
返回值：
"null"
说明：
没有环，返回对应编程语言的空结点，后台程序会打印"null"
示例3
输入：
{},{2}
返回值：
2
复制
说明：
环的部分只有一个结点，所以返回该环形链表入口结点，后台程序打印该结点对应的结点值，即2
基本分析
方法1：hash法，记录第一次重复的结点
通过使用set或者map来存储已经遍历过的结点，当第一次出现重复的结点时，即为入口结点。
方法2：快慢指针
通过定义slow和fast指针，slow每走一步，fast走两步，若是有环，则一定会在环的某个结点处相遇（slow == fast），根据下图分析计算，可知从相遇处到入口结点的距离与头结点与入口结点的距离相同。
总结（核心）
找到入口节点关键点可以理解成操场的跑步问题，一倍速度跑和两倍速度跑，然后在相同速度跑，按这样的思路来理解，如果能相遇，存在环和入口节点，如若不能相遇，不存在入口节点和环。
具体实现
package com.bugchen.niuke.excirse.list;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
/**
* 描述:
* 给一个长度为n链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，返回null。
* 数据范围：0<=n<=10000，1<=结点值<=10000
* 要求：空间复杂度 O(1),时间复杂度 O(n)
*
* @Author:BugChen
* @Date:2021-11-22
* @Description:找到单向链表中存在环的入口节点
*/
public class ListEntryNode {
static class ListNode {
int value;
ListNode next;
ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
//方法一：采用set的特性解决
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
Set<ListNode> set = new HashSet<>();
while (pHead != null) {
//当set中重复存入ListNode节点的时候，说明该节点就是单向链表的入口节点
if (set.contains(pHead)) {
return pHead;
} else {
set.add(pHead);
pHead = pHead.next;
}
}
//遍历set后都没到找重复的ListNode，说明没有这样的入口节点
return null;
}
//方法二：采用快慢指针
public ListNode EntryNodeOfLoopSlowAndFast(ListNode pHead) {
if (pHead == null) return null;
// 定义快慢指针
ListNode slow = pHead;
ListNode fast = pHead;
while (fast != null && fast.next != null) {
// 快指针是满指针的两倍速度
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
// 记录快慢指针第一次相遇的结点
if (slow == fast) break;
}
// 若是快指针指向null，则不存在环
if (fast == null || fast.next == null) return null;
// 重新指向链表头部
fast = pHead;
// 与第一次相遇的结点相同速度出发，相遇结点为入口结点
while (fast != slow) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return fast;
}
}
// 与第一次相遇的结点相同速度出发，相遇结点为入口结点
while (fast != slow) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return fast;
}
}