LeetCode 142 环形链表Ⅱ（双指针）

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本文介绍了解决 LeetCode 上第 142 题的方法，该题要求找出链表中环的入口节点。通过使用双指针技巧，文章详细解释了如何高效地找到环的入口，并附带提供了 C++ 实现代码。

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题目链接：leetcode142

题面

在这里插入图片描述

题目大意

给你一个链表可能有环，如果有环输出环的入口节点，否则输出 NULL

解题思路

双指针

首先快慢指针进行找环，之后根据滑动窗口寻找入口。

我们可以大致证明一下：

假设慢指针走的长度为 $l a$ ，快指针走的长度为 $l b$ ，整个链表的节点个数为 $s$ 。那么，整个环的长度可以等于 $l b - l a$ ，非环部分的长度为 $s - (l b - l a)$ ，又因为快指针的长度为慢指针的两倍，即 $l b = 2 l a$ ，所以环的长度也等于 $l a$ ，非环部分的长度也等于 $s - l a$ 。于是，找环最终的位置到链表环的最右侧的长度为 $s - l a$ ，恰好走完它回到环的入口时，定义的窗口的左指针也走了 $s - l a$ 也到达环的入口，此时算法结束。证毕。

实现代码

/**
 * 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) {
        if (head == NULL) return NULL;
        ListNode *p, *q;
        p = q = head;        
        while (q && q->next) {
            p = p->next;
            q = q->next->next;
            if (q == p) break;
        }
        if (!q || !q->next) return NULL;
        p = head;
        while (q != p) {
            q = q->next;
            p = p->next;
        }
        
        return q;
    }
};