环形链表II

题目来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-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。

image.png

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。

image.png

示例 3：

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

image.png

解法一，用哈希表：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            if (set.contains(cur)){
                return cur;
            }
            set.add(cur);
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }
}

进阶：
你是否可以不用额外空间解决此题？

在上一题快慢指针解法上修改一下，先得到快慢指针相遇的节点，再找到环的长度len，最后再从头结点依次尝试，每次走len步，如果回到了原点，即答案。代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if(head == null)
            return null;
        ListNode slow = head;
        ListNode quick = head.next;
        while(slow != null){
            if(slow == quick){
               break;
            }
            slow = slow.next;
            if(quick == null || quick.next == null){
                return null;
            }
            quick = quick.next.next;
        }
        //此时slow节点就是两指针相遇的节点，再在这个节点往下走，计算出环的长度
        quick = quick.next;
        int len = 1;
        while(slow != quick){
            quick = quick.next;
            len++;
        }
        //得到了环的长度，再从头结点，每次走len步，如果回到了当前节点，说明这个节点就是环的起点
        ListNode tmpNode = head;
        while(true){
            quick = tmpNode;
            slow = quick;
            int tmp = len;      
            while(tmp != 0){
                quick = quick.next;
                tmp--;
            }
            if(quick == slow){
                return quick;
            }
            tmpNode = tmpNode.next;
        }
    }
}

注：官方题解中有优化版，在找到相遇点之后寻找入环点的部分可以遵循特定公式，详情请见官方题解。
https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii/solution/huan-xing-lian-biao-ii-by-leetcode/

环形链表II

推荐阅读更多精彩内容