链表环的入口点

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。

方法一:将节点用HashMap中的键记录下来,遍历直到键已经存在,则对应节点为环入口。

/*
 public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}
*/
import java.util.HashMap;
public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        ListNode p=pHead;
        HashMap<ListNode,Integer> map = new HashMap<>();
        while(true){
            if(p.next!=null){
                if(map.containsKey(p)){
                        return p;
                }else{
                    map.put(p,null);
                    p=p.next;
                }
            }else{
                return null;
            }
        }
    }
}

方法二:

解析来自求一个大大的offer,如下:

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)

publicclassSolution {
    publicListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead){
 
        if(pHead==null|| pHead.next==null|| pHead.next.next==null)returnnull; 
        ListNode fast=pHead.next.next; 
        ListNode slow=pHead.next; 
        /////先判断有没有环 
        while(fast!=slow){ 
            if(fast.next!=null&& fast.next.next!=null){ 
                fast=fast.next.next;//快指针每次走两个节点
                slow=slow.next; 
            }else{ 
                //没有环,返回
                returnnull;
            }
        }
        //循环出来的话就是有环,且此时fast==slow.
        fast=pHead; //把快指针放到头结点
        while(fast!=slow){ 
            fast=fast.next; 
            slow=slow.next; 
        } 
        returnslow; 
    } 
}

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