Day 7 142. 环形链表 II-优快云博客

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本文探讨了如何在不修改给定链表的前提下找到链表入环的第一个节点，提供了两种解决方案：哈希集方法和双指针技巧。通过具体示例，详细解释了算法原理及其在LeetCode上的实现。

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142. 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。
在这里插入图片描述

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
在这里插入图片描述

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。
在这里插入图片描述

进阶：
你是否可以不用额外空间解决此题？

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii
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方法一：哈希

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

思路：跟判断判断链表是否有环一样，如果当前节点已经在HashSet里了，当前节点就是入环的第一个节点。
在这里插入图片描述
方法二：双指针

public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while(true){
            if(fast == null || fast.next == null){
                return null;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if(slow == fast){
                break;
            }
        }
        fast = head;
        while(slow != fast){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;
    }

思路：假设起点到环入口点的距离为a，环的长度的b，快指针fast每次走两步，慢指针slow每次走一步，如果没有环，fast走到尾部返回null就行了。
有环的情况下，第一次相遇，得出以下公式：
f = 2s，
f = s + nb（重要），f一定比s多走n个环才会相遇。
结合两条公式得出f = 2nb，s=nb。
如果一个点想要走到环的入口处，那么步数一定是k = a + nb，而f,s第一次相遇s走了nb步，所以只有s再走a步即可到达环的入口。
这时将fast重置为head节点，f 和 s 走 a 步就会第二次相遇，此时的节点就是环的入口点。
在这里插入图片描述