链表中环的入口结点(C++)-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2301_80080123/article/details/144746682

问题描述

给一个长度为n链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，返回null。

数据范围： n≤10000n≤10000，1<=结点值<=100001<=结点值<=10000

要求：空间复杂度 O(1)O(1)，时间复杂度 O(n)O(n)

例如，输入{1,2},{3,4,5}时，对应的环形链表如下图所示：

可以看到环的入口结点的结点值为3，所以返回结点值为3的结点。

输入描述：

输入分为2段，第一段是入环前的链表部分，第二段是链表环的部分，后台会根据第二段是否为空将这两段组装成一个无环或者有环单链表

返回值描述：

返回链表的环的入口结点即可，我们后台程序会打印这个结点对应的结点值；若没有，则返回对应编程语言的空结点即可。

示例1

输入：

{1,2},{3,4,5}

返回值：

说明：

返回环形链表入口结点，我们后台程序会打印该环形链表入口结点对应的结点值，即3

示例2

输入：

{1},{}

返回值：

"null"

说明：

没有环，返回对应编程语言的空结点，后台程序会打印"null"

示例3

输入：

{},{2}

返回值：

说明：

环的部分只有一个结点，所以返回该环形链表入口结点，后台程序打印该结点对应的结点值，即2

解题思路

首先定义两个指针left和right，left每次移动两步right每次一步，当两个指针相遇时则代表链表中有环，再判断环的入口即可，如图：

代码实现

    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead) {
        if (pHead == nullptr || pHead->next == nullptr) 
        {
            return nullptr;
        }
        ListNode *left = pHead;
        ListNode *right = pHead;
        while (left != nullptr && left->next != nullptr) 
        {
            left = left->next->next;
            right = right->next;
            if (left == right) 
            {
                ListNode *entry = pHead;
                while(entry != right)
                {
                    right = right->next;
                    entry = entry->next;
                }
                return entry;
            }
        }
        return nullptr;
    }

代码解析

1. 链表是否为空：

if (pHead == nullptr || pHead->next == nullptr) 用于处理特殊情况，保证链表非空且至少有两个节点。

        if (pHead == nullptr || pHead->next == nullptr) 
        {
            return nullptr;
        }

2. 快慢指针检测环：

快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步。若链表存在环，快指针会最终追上慢指针。

        ListNode *left = pHead;
        ListNode *right = pHead;
        while (left != nullptr && left->next != nullptr) 
        {
            left = left->next->next;
            right = right->next;

3. 环的入口节点：

当快慢指针相遇时，从链表头部和相遇点分别出发，两个指针每次移动一步。再次相遇的节点即为环的入口。

            if (left == right) 
            {
                ListNode *entry = pHead;
                while(entry != right)
                {
                    right = right->next;
                    entry = entry->next;
                }
                return entry;
            }