LeetCode 👉 HOT 100 👉 环形链表 II - 中等题

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题目

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）。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1

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。

示例2

输入：head = [1], pos = -1

输出：返回 null
解释：链表中没有环。

思路

这道题是在上一篇文章的基础 LeetCode 👉 HOT 100 👉 环形链表 - 简单题，除了要判断链表中是否存在环，还要求入环的第一个节点，例1即为节点 2;

如果链表中存在环，在遍历链表时，遇到的第一个重复元素，即为入环节点；可以按照上一篇文章的思路，使用 Set 结构存储已访问的节点，返回第一个重复的节点即可

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val) {
     *     this.val = val;
     *     this.next = null;
     * }
     */

    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {ListNode}
     */
    var detectCycle = function(head) {
        const set = new Set();

        while (head) {
            // 返回重复的第一个节点
            if(set.has(head)) {
                return head;
            } else {
                set.add(head);
                head = head.next;
            }
        }

        return null;
    };

上面的解法，问题还是在空间复杂度太高，为 O(n); LeetCode 官网解法，使用了 slow, fast, ptr 三个指针，利用数学公示推导，也可以得到入环的节点，感兴趣的可以自己看看，传送门 ☞

这里提供另一种思路，假如链表中存在环，同时求得环的长度 len，那么对于倒数第 len 个节点，不就是入环节点么～

具体步骤如下：

使用 slow、fast 两个指针，判断环是否存在；当环存在，在两个指针相遇时，保存相遇的节点为 meetNode，此时该结点一定在环内；环不存在则直接返回 null
初始化 len = 0，让 meetNode 继续在环内遍历，每次遍历都进行 len++，结束条件为 meetNode == fast，此时 len 即为环的长度；
再次使用 slow、fast 两个指针，初始化为头节点 head，让 fast 指针先走 len 步；再让两指针同时走，当 fast.next == slow 的时候，说明 fast 到达了尾节点，此时 slow 指针即指向入环节点。

    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {ListNode}
     */
    var detectCycle = function(head) {
        if(!head) return null;
        
        // 判断是否有环
        let slow = head, fast = head.next;
        while (slow != fast) {
            if(!fast || !fast.next) {
                return null;
            }

            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }

        // 计算环的长度
        let len = 0, meetNode = fast;
        while(meetNode.next != fast) {
            meetNode = meetNode.next;
            len++;
        }

        // 重新初始化 快慢指针
        slow = head, fast = head;

        // 快指针先走
        while(len > 0) {
            fast = fast.next;
            len--;
        }

        // 当fast到达尾节点，尾节点的 next 会与 slow相等
        while(slow = !fast.next) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }

        // 当前的slow即为入环节点
        return slow;
    };

小结

如果实在没思路，就画图，往往规律就在画图的过程中，会暴漏出来。

对于链表的操作，双指针，往往能派上用场～

LeetCode 👉 HOT 100 👉 环形链表 II - 中等题 ✅

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