夯实算法-环形链表 II

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题目：LeetCode

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 $[0, 10^4]$ 内
• $-10^5 <= Node.val <= 10^5$
• pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

解题思路

首先要判断有没有环。对于有环的情况，可以返回快慢指针在环中相遇的节点。至于如何找到环的入口节点，可以从头再遍历，从头开始遍历，同时以相同速度步进头指针和环中相遇的节点指针，当这两个指针相遇时的节点就是环的入口节点。

可以画个草图演算一遍就可以了。这个也没有什么特别的原理，就是一个技巧模板，记住就好了。

代码实现

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode inLoop = getNodeInLoop(head);
        if (inLoop == null) {
            return null;
        }

        ListNode entry = head;
        while (entry != inLoop) {
            entry = entry.next;
            inLoop = inLoop.next;
        }

        return entry;
    }

    private ListNode getNodeInLoop(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return null;
        }

        ListNode slow = head.next;
        ListNode fast = slow.next;
        while (slow != null && fast != null) {
            if (slow == fast) {
                return slow;
            }

            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
            if (fast != null) {
                fast = fast.next;
            }
        }

        return null;
    }
}

运行结果

复杂度分析

• 空间复杂度：$O(1)$
• 时间复杂度：$O(n)$

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