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  • 来源:力扣(LeetCode)
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题目

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-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。

示例 1:

输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:返回索引为 1 的链表节点
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 = [1,2], pos = 0
输出:返回索引为 0 的链表节点
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。

示例 3:

输入:head = [1], pos = -1
输出:返回 null
解释:链表中没有环。

提示:

  • 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104]
  • -105 <= Node.val <= 105
  • pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

进阶:你是否可以使用 O(1) 空间解决此题?

思路

这道题其实之前有少一个弯弯绕的版本,如下:
LeetCode-141
本题增加了一个要求,那就是找到入环点

如果是用哈希表的方法,那就太简单了,不过可惜,不满足进阶要求

那还用当时方法,能不能找到入环点呢?答案是可以。看图论证:

假设快慢指针相遇时,相遇在E点,入环点在S点,整个列表被这两个点分割成abc三段
那么快指针走过的距离为
a+n(b+c)+b
慢指针走过距离为
a+b
又因为快指针走过距离为慢指针二倍。所以
a+n(b+c)+b = 2(a+b)
化简为
a = c + (n-1)(b+c)
那就有意思了,c正好是从相遇点到入环点的距离,至于n-1倍的环距离,并不重要

也就是说,如果一个点从头指针出发,另一个点从相遇点出发,则这俩点能恰好在入环点相遇

至此,上代码

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return nil
    }
    fast := head
    slow := head
    // 快慢指针找是否有环
    for fast != nil && slow != nil {
        if fast == slow {
            // 让slow和head同时出发,去入环节点相遇
            for head != slow {
                head = head.Next
                slow = slow.Next
            }
            return slow
        }
        slow = slow.Next
        if fast.Next != nil {
            fast = fast.Next.Next
        }
    }
    // 有到了nil的,那肯定是没有环了
    return nil
}