【力扣-142. 环形链表2 ✨】Python笔记

🔗 环形链表 II：如何定位那个“职场死循环”的源头？

摘要：本文详解 LeetCode 142 题，不仅教你如何判断链表是否有环，更重点剖析了如何定位环的入口节点。通过“快慢指针相遇后重置指针”的数学推导，带你彻底掌握这一经典算法。

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📚 核心知识点：龟兔赛跑的“二次觉醒”

还记得上一篇讲的“环形链表 I”吗？我们用快慢指针（龟兔赛跑）轻松解决了“有没有环”的问题。

但这道题升级了：不仅要判断有没有环，还要找出环的入口（即图中值为 2 的节点）。

核心逻辑推导：

1. 第一阶段（找相遇点） ：慢指针走一步，快指针走两步，两者在环内相遇。
2. 第二阶段（找入口） ：这是最关键的一步！ 相遇后，将快指针（或慢指针）重新指向链表头部，然后两个指针都改为每次走一步。
3. 相遇即入口：当它们再次相遇时，那个节点就是环的入口。

原理揭秘（数学推导） ：
假设从头节点到环入口的距离是 $a$，从环入口到相遇点的距离是 $b$，环的周长是 $c$。

• 慢指针走了 $a + b$。
• 快指针走了 a+b+n(c) （ n 是圈数），且快指针路程是慢指针的 2 倍。
• 由此可得：2(a+b)=a+b+n(c) -> a+b=n(c) -> a=n(c)−b 。

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📝 题目解析：LeetCode 142. 环形链表 II

题目描述：
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。

示例：
输入：head = [3,2,0,-4]（尾节点连接到值为 2 的节点）
输出：返回节点值为 2 的节点

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💻 代码实现（Python）

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        # 1. 初始化快慢指针，都指向头节点
        fast = head
        slow = head

        # 2. 第一阶段：寻找相遇点
        # 快指针每次走2步，慢指针每次走1步
        while fast and fast.next:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
            
            # 如果相遇，说明有环
            if slow == fast:
                # 3. 第二阶段：重置快指针到头部
                # 两者都改为每次走1步
                fast = head
                while fast != slow:
                    fast = fast.next
                    slow = slow.next
                # 再次相遇的节点即为环的入口
                return slow
        
        # 如果快指针走到了尽头，说明无环
        return None

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🚀 总结

这道题是链表算法的经典之作。记住这个套路：快慢指针找相遇 -> 重置一个指针 -> 同速前进找入口。下次遇到类似的“找重复元素”或“找环”问题，这个思路依然适用！