52、链表中环的入口节点

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:
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
什么是c - a?这是相遇点后,环后面部分的路程。(橙色路程)
所以,我们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。

最后,判断是否有环,且找环的算法复杂度为:
时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead){
        
         if(pHead == NULL || pHead->next == NULL)
            return NULL;
        ListNode *p1 = pHead;
        ListNode *p2 = pHead;
        while(p2 != NULL && p2->next != NULL ){
            p1 = p1->next;
            p2 = p2->next->next;
            if(p1 == p2){
                p2 = pHead;
                while(p1 != p2){
                    p1 = p1->next;
                    p2 = p2->next;
                }
                if(p1 == p2)
                    return p1;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

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