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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)。如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。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 = [1,2], pos = 0
输出:返回索引为 0 的链表节点
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。
示例 3:
输入:head = [1], pos = -1
输出:返回 null
解释:链表中没有环。
提示:
链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105
pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引
进阶:你是否可以使用 O(1) 空间解决此题?
思路
首先这道题让我们找到入环的第一个节点,我们可以先用快慢指针判断一个链表有没有环,由图可知,我们让快指针一次走两步,慢指针一次走一步,若有环,快慢指针终会在相遇节点相遇。
然后如果相遇了,代表有环,那么怎么找出入环的第一个节点呢?
我们由图,设x,y,z
慢指针到相遇节点走过的路程:x+y
快指针到相遇节点走过的路程:x+y+n(z+y)
又快指针比慢指针多走一步,所以快指针走过的路程是慢指针的两倍
x +y+ n(z+y) = (x+y)*2
nz +ny = x+y
由于要求入环的第一个节点,我们要求出x
x = (n-1)(y+z) + z
当n=1,也就是快指针比慢指针多走一环,
x = z
也就是,如果我们设一个指针index1,指向相遇节点,一个Index2指针指向头节点,两者同时走一步,最终会在入环第一个节点相遇
代码
/**
* Definition for singly-linked list.
* class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast!=null && fast.next!=null){
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if(slow == fast){
ListNode index1 = fast;
ListNode index2 = head;
while(index1 != index2){
index1 = index1.next;
index2 = index2.next;
}
return index1;
}
}
return null;
}
}