环形链表的判断(如有环,返回入环的第一个结点)

方法一：哈希表

思路：从表头开始遍历每一个节点，并且存入set集合里，一旦遇到了此前碰到过的节点，就可以判定链表中存在环。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
         unordered_set<ListNode*>seen;
         while(head!=nullptr){
             if(seen.count(head)) return head;
             seen.insert(head);
             head=head->next;
         }
         return head;
    }
};

方法二：快慢指针

使用两个指针fast，slow，fast是从表头开始依次往后移动两个节点，solw从表头开始依次往后移动一个节点，当链表中存在环时，两个指针必定会相遇。相遇情况如下图所示：
当链表存在环且两个指针相遇时，此时fast指针已经在环里转了n圈，设相遇位置在b点，且不管怎样快指针的移动的距离都是慢指针的两倍，所以有：
a+n(b+c)+b=2(a+b)----------->a=c+(n-1)(b+c)
即快慢相遇后表头到入环点的距离与环中b点到入环点的距离一样，此时，我们再用一个ptr指针从表头与slow指针同时移动，两这相遇的点即是入环点。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
         ListNode *fast=head,*slow=head;
         while(fast!=nullptr){
              slow=slow->next;
              if(fast->next==nullptr) return nullptr;
              /*这里必须判断一下，因为fast->next为空,
              那么fast->next->next这句话就要报错*/
              fast=fast->next->next;
              if(fast==slow){
                  ListNode* ptr=head;
                  while(ptr!=slow){//这里用do...while是做不出来你们可以想想为啥
                      slow=slow->next;
                      ptr=ptr->next;
                  }
                  return ptr; 
              }
         }
         return fast;
    }
};