leetcode Linked List Cycle II

本文介绍了一种高效的方法来确定链表中循环的开始节点。通过使用快慢指针技巧,可以在不额外占用空间的情况下找到循环起点,避免了传统方法中的复杂性和额外开销。

Given a linked list, return the node where the cycle begins. If there is no cycle, return null.

Follow up:
Can you solve it without using extra space?


A fast pointer (hare) moves two steps every turn while the slow pointer (tortoise) moves only one step. If there is a circle, the slow pointer and the fast pointer will meet. 

If the circle begins at k steps from the head and the circle length is m. So the tortoise moves k + a*m +c, the hare moves k + b*m + c, i.e., 2*(k + a*m + c) == k + b*m +c, so k+c mod m == 0. If the tortoise returns to the starting point after meeting, the second meeting point is the circle-starting point. 


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

Another AC version:

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

Giving a glimpse of the WA version helps AC ONCE!!! WA version1:

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



 

LeetCode是一个知名的在线编程平台,提供大量算法和数据结构相关的编程题目,帮助程序员提升编程技能和准备技术面试。 ### 平台介绍 - **题目资源丰富**:涵盖《剑指 Offer》系列等众多类型题目。《剑指 Offer》系列在线题目可在https://leetcode-cn.com/problemset/lcof/ 查看,还有力扣 (LeetCode) 全部题目等丰富资源[^1]。 - **支持多种编程语言**:可以使用常见的编程语言如Python、Java、C++等进行题目的解答。 ### 题目解答示例 - **环形链表判定(Java实现)**:通过遍历链表,检查是否存在节点的下一个节点指向之前遍历过的节点来判断是否为环形链表。 ```java /** * Definition for singly-linked list. * class ListNode { * int val; * ListNode next; * ListNode(int x) { * val = x; * next = null; * } * } */ public class Solution { public boolean hasCycle(ListNode head) { ListNode node = head; ListNode preNode = head; while (node.next != null) { boolean cycle = false; while (preNode != node) { // System.out.println("val = " + preNode.val); if (node.next == preNode) { return true; } preNode = preNode.next; } // System.out.println("cycle = " + cycle); //if (cycle) { // return true; //} node = node.next; preNode = head; } return false; } } ``` - **环形链表判定(C语言实现)**:使用快慢指针的方法,快指针一次走两步,慢指针一次走一步,如果是环形链表,快慢指针最终会相遇。 ```c /** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ //环形链表首先就要想到一个概念 快慢指针 所以这题使用快慢指针 bool hasCycle(struct ListNode *head) { //设置快指针和慢指针 struct ListNode *fast,*slow; fast=head; slow=head; //若是环形链表,指针会无限循环 故结束条件为是否是NULL while(fast!=NULL&&slow!=NULL){ if(fast->next==NULL) return false; //这一步是为了防止访问NULL的空间 fast=fast->next->next; //快指针一次走两步 slow=slow->next; //慢指针一次走一步 if(slow==fast){ //若快慢指针能相遇 就一定是环形链表 return true; } } return false; //退出while就一定有指针到了NULL 所以不是环形链表 } ``` ### 使用方法 - **注册登录**:访问LeetCode官网,注册账号并登录。 - **选择题目**:在题目列表中选择想要解答的题目,可以根据题目类型、难度等进行筛选。 - **编写代码**:选择合适的编程语言,在代码编辑区域编写解答代码。 - **提交代码**:编写完成后,点击提交按钮,系统会对代码进行测试和评判,给出结果。
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