103.Linked List Cycle II-带环链表 II(难题)

本文介绍了一种高效检测链表中环入口节点的方法,利用快慢指针原理,在不使用额外空间的情况下找到环的起始节点。

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带环链表 II

  1. 题目

    给定一个链表,如果链表中存在环,则返回到链表中环的起始节点的值,如果没有环,返回null。

  2. 样例

    给出 -21->10->4->5, tail connects to node index 1,返回10

  3. 挑战

    不使用额外的空间

  4. 题解

    首先通过快慢指针得到该链表是否带环,如果有环则将快慢指针进行重置,分别指向头节点和之前相遇的节点,再进行单步前进,两指针相遇的节点就是环的入口节点。
    证明如下:
    这里写图片描述
    如图所示:A为头结点,B为环入口节点,C为快慢指针相遇节点
    x为AB段长度,y为BC段长度,z为CB段长度。
    在相遇时慢指针走过x+y,快指针走过x+y+z+y,由于快指针速度为慢指针的2倍,则有2*(x+y) = x+y+z+y =>x=z,即两指针分别从A、C两点出发,速度相同则必会在B点相遇。

/**
 * Definition for ListNode.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int val) {
 *         this.val = val;
 *         this.next = null;
 *     }
 * }
 */ 
public class Solution {
    /**
     * @param head: The first node of linked list.
     * @return: The node where the cycle begins. 
     *           if there is no cycle, return null
     */
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {  
        if (head == null || head.next == null)
        {
            return null;
        }
        ListNode enCounter = null;
        ListNode slow = head;
        ListNode quick = head;
        while (true)
        {
            slow = slow.next;
            quick = quick.next;
            if (slow == null || quick == null || quick.next == null)
            {
                return null;
            }
            quick = quick.next;
            if (slow == quick)
            {
                enCounter = slow;
                break;
            }
        }
        slow = head;
        quick = enCounter;
        while (true)
        {
            if (slow == quick)
            {
                enCounter = slow;
                break;
            }
            slow = slow.next;
            quick = quick.next;
        }

        return enCounter;
    }
}

Last Update 2016.12.5

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