LeetCode第142题--环形链表Ⅱ

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 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。

说明：不允许修改给定的链表。

示例 1：
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：
输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

下文给出两种解法，一种利用vector存储各节点，遍历循环过程中发现第一个相同节点，即为入环节点。

/**
 * 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) {
        if(NULL == head) return head;
        vector<ListNode *> vecTmp;
        ListNode *pCur = head;
        while(pCur)
        {
            if(find(vecTmp.begin(), vecTmp.end(), pCur) != vecTmp.end())
            {
                return pCur;
            }
            vecTmp.push_back(pCur);
            pCur = pCur->next;
        }
        return NULL;
    }
};

利用快慢指针确定环形节点

/**
 * 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) {
        if(NULL == head) return NULL;
        ListNode *slow = head;
        ListNode *fast = head;
        while(fast->next && fast->next->next)
        {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
            if(slow == fast)
            {
                slow = head;
                while(slow != fast)
                {
                    slow = slow->next;
                    fast = fast->next;
                }
                return slow;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

如下图所示，X,Y,Z分别为链表起始位置，环开始位置和两指针相遇位置，则根据快指针速度为慢指针速度的两倍，可以得出：
2*(a + b) = a + b + n * (b + c)；即
a=(n - 1) * b + n * c = (n - 1)(b + c) +c;
注意到b+c恰好为环的长度，故可以推出，如将此时两指针分别放在起始位置和相遇位置，并以相同速度前进，当一个指针走完距离a时，另一个指针恰好走出 绕环n-1圈加上c的距离。
故两指针会在环开始位置相遇。

原文链接如下：http://www.cnblogs.com/ranranblog/p/5587079.html