LeetCode142-环形链表 II

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。如果链表无环，则返回 null。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 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。

说明：不允许修改给定的链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

在这里插入图片描述
示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

在这里插入图片描述
示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

在这里插入图片描述

进阶：

你是否可以不用额外空间解决此题？

一、思路

（一）暴力法

使用set去重，然后判读set的大小与链表长度是否一致，不一致则表示刚刚放入的集合的那个node是重复的

C++代码

class Solution {
public:
	ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
		set<ListNode *> detect;
		int len = 0;
		while (head != NULL) {
			detect.insert(head);
			len++;

			if (len != detect.size())
				break;
			head = head->next;
		}
		return head;
	}
};

执行效率：
在这里插入图片描述

（二）双指针法

设置两个指针，一个是快指针fast、一个是慢指针slow，将快指针的移动速度设为慢指针的两倍

设置循环，若在某次循环中fast追上了slow（实际上是超了一圈），表明这个链表存在回环

之后需要找到回环的第一个位置，怎么找呢？

假设入口为节点A，它离链表中的第一个节点的距离为a，快指针与慢指针相遇的节点为B，设节点B离回环的第一个节点的距离为b，则节点B离链表的第一个节点的距离为：（a+b）

我们知道此时快指针fast经过的节点数量是慢指针slow的两倍，即：2*（a+b）

于是用快指针走过的距离减去慢指针走过的距离，得到的就是快指针比慢指针多走的距离，这里，我们知道，快指针与慢指针相遇时，快指针一定比慢指针多走了一圈回环，因此可知回环的长度为：（a+b）

我们想要知道的是节点A，现在节点A离第一个节点的距离为a，而慢指针所在的节点B现在离节点的距离是b，根据回环长度，可知慢指针再经过a个节点后便能到达节点A，而第一个节点（head）经过a个节点后也恰好到达节点A，于是尽管我们并不知道a是多少，但是可以利用这个条件判断是否到达A点

C++代码：

class Solution {
public:
	ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
		// 1 判断是否存在回环
		ListNode *fast = head, *slow = head;
		bool hasCycle = false;
		while (fast != NULL) {
			// fast移动两步，slow移动一步
			fast = fast->next;
			if (fast == NULL)
				return NULL;
			fast = fast->next;
			slow = slow->next;
			if (fast == slow) {
				hasCycle = true;
				break;
			}	
		}
		if (hasCycle) {
			while (slow != head) {
				slow = slow->next;
				head = head->next;
			}
			return head;
		}
		return NULL;
	}
};

执行效率：
在这里插入图片描述