每日一题---环形链表II

环形链表II

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。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内

-105 <= Node.val <= 105

pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

解法一：HashSet

题目是找链表的环，即找重复的链表节点，很容易想到使用Set来判断是否重复。

代码：

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<ListNode>();
        if(head == null) {
            return null;
        }
        ListNode tmp = head;
        while(tmp != null) {
            if(set.add(tmp)) {
                tmp = tmp.next;
            }else {
                return tmp;
            }
        }
        return null;
    }
}

set.add（）返回值是boolean，如果添加成功就返回true，否则返回false。

注意创建临时节点，不要修改原链表

解法二：快慢指针

原理：

通过创建快慢指针，快指针fa每次走两个节点，慢指针每次走1个节点，正常没有环时，两者是永远不会相遇的，但当存在环时，由于快指针会回头，当两者相遇时就说明链表存在环。

做法：

        //快慢指针
        ListNode fa = head;
        ListNode sl = head;
        while(true) {
            if(fa == null || fa.next == null) {
              //当快指针为空时就不用检测慢指针了
                return null;
            }
            fa = fa.next.next;
            sl = sl.next;
            if(fa == sl) {
                break;
            }
        }

走到这里break时两者就相遇了，但题目要求返回成环的节点，所以我们需要找其中的数学关系，找到成环节点。

设fa到相遇节点走的路程为2s ， 设fa比sl多走了mb圈，那么sl的路程就是2s-mb = s

显然可得：总路程=2mb，  s=mb

继续假设链表的总路程为a+b，a是从head到成环节点的距离

那么所有走到成环节点要走的距离为a+mb（m不一定相等），此时满指针已经走了mb距离

在使它向前走a的距离就达到了成环节点，那么如何判断它走了a步呢？（a不固定）

答：使用双指针，另一个新的指针从head开始（head距离成环节点的距离恰好为a），当两者相遇，相遇点即为成环节点。

代码：

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        //快慢指针
        ListNode fa = head;
        ListNode sl = head;
        while(true) {
            if(fa == null || fa.next == null) {
                return null;
            }
            fa = fa.next.next;
            sl = sl.next;
            if(fa == sl) {
                break;
            }
        }
        fa = head;
        while(fa != sl) {
            fa = fa.next;
            sl = sl.next;
        }
        return fa;
    }
}