142. 环形链表

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 = [1,2], 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。

 

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1

输出：no cycle

解释：链表中没有环。

 

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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思路 1

遍历链表，将链表中节点对应的指针插入 set

插入节点前，要查找 set 中是否存在这个节点，存在即起点

 

 

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        set<ListNode *> node_set;
        while (head) {
            if (node_set.find(head) != node_set.end()) {
                return head;
            }
            node_set.insert(head);
            head = head->next;
        }
        return NULL;
    }
};

思路 2

快慢指针

 

 

设：

1）绿色 2,3 段为 a

2）蓝色 4,5,6 段为 b

3）红色 7,3 段为 c

 

slow = a+b

fast = a+b+c+b

 

fast 的路程是 slow 的两倍：

2*（a+b）= a+b+c+b

>> a = c(有环，这两段是相等的)

 

从 head 与 meet 出发，两指针速度一样，相遇即环的起点

 

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *fast = head;
        ListNode *slow = head;
        ListNode *meet = NULL;//相遇的节点
        
        while (fast) {
            slow = slow->next;//各走一步
            fast = fast->next;
            if (!fast) {//fast到了尾部，说明不是环形
                return NULL;
            }
            fast = fast->next;
            if (fast == slow) {
                meet = fast;
                break;
            }
        }
        if (meet == NULL) {
            return NULL;
        }
        while (head && meet) {//能到这里说明一定有环，条件(true)
            if (head == meet) {
                return head;//相遇即环的起点
            }
            head = head->next;
            meet = meet->next;
        }
        return NULL;//
    }
};