【算法/剑指Offer】给一个链表,若其中包含环,请找出该链表的环的入口结点,否则,输出null。

使用快慢指针寻找链表中环的入口节点。快指针速度为慢指针两倍,若存在环,两者将在环内相遇。根据相遇点与环的关系,调整指针位置,以相同速度前进,最终在环的入口节点相遇。

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 如果一个链表中有环,那么,我们如何找到这个链表的入口节点呢? 

  思路是这样的:设定两个指针,一个慢指针,一个快指针,快指针的速度是慢指针的两倍,然后呢,如果有环,他们一定会在环中相遇。 

 (1) 如果这时快指针已经是在环里走了一圈了(这种情况对应于非环指针较短的情况),如下所示:

根据上图,我们可以得到下面的关系式:

  • w + n + y = 2 (w + y)

   经过化简,我们可以得到:w  = n - y;

      所以,这种情况下,我们就可以直接把p2放在pHead处,然后让两个指针以同样的速度走,那么,两者下一次就一定在入口节点相遇了。

  (2)如果是相遇的时候,p2已经走了很多圈了,思路也是一样的,只是这时的w会更长一点,并且我们可以肯定的是p1肯定不会绕着圈走一圈,即p1只在环上走了y的距离:

  • w + y + kn = 2 (w + y) 

  同样,我们可以推到出来, kn - y = w。 

  然后,这时还是可以将P2放在pHead处,p1在转了n圈之后,也一定会在入口节点和刚刚到来的p2相遇。 

   所以, 最终代码如下所示:

/*function ListNode(x){
    this.val = x;
    this.next = null;
}*/
function EntryNodeOfLoop(pHead)
{
    // write code here
    // 使用两个指针,一个快的,一个慢的,快的时慢的两倍,如果有环,那么他么一定会相遇。
    if (pHead == null || pHead.next == null) {
        return null;
    }
    
    var p1 = pHead;
    var p2 = pHead;
    while (p2 != null && p2.next != null) {
        p1 = p1.next;
        p2 = p2.next.next;
        if (p1 == p2) {
            p2 = pHead;
            while (p1 != p2) {
                p1 = p1.next;
                p2 = p2.next;
            }
            if (p1 == p2) {
                return p1;
            }
        }
    }
    return null;
    
}
module.exports = {
    EntryNodeOfLoop : EntryNodeOfLoop
};

###########################################################

链接:https://www.nowcoder.com/questionTerminal/253d2c59ec3e4bc68da16833f79a38e4
来源:牛客网
这里用到了STL中的set,set有一个特性就是不能插入相同元素,这样只需遍历原List一次就可以判断出有没有环,还有环的入口地址。s.insert(node).second这里在插入的同时也判断了插入是否成功,如果不成功表明set中已经有该元素了,该元素就是环的入口元素。

class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        set<ListNode*> s;
        ListNode* node = pHead;
        while(node!=NULL){
            if(s.insert(node).second)
                node = node->next;
            else
                return node;
        }
        return node;
         
    }
};

 

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