142. 环形链表 Ii

142. 环形链表 II #

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142. 环形链表 II

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?

解答 #

快慢指针,相遇则有环。将慢指针放回起点,两指针同速前进,相遇点即为环起点。


原理:

  • 首先,从链表头部开始到快慢指针相遇的时间,慢指针走过的距离是快指针走过距离的一半。
  • 其次,当我们把慢指针重新移动到链表头部时,重新走,仍然满足慢指针走过的距离是快指针走过距离的一半。
  • 但由于第二次是快指针交点开始走,所以第二次相遇
/**
 * 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;
        ListNode* fast = head;
        do {
            if(fast == nullptr) {
                return nullptr;
            }
            fast = fast->next;
            if(fast == nullptr) {
                return nullptr;
            }
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        } while(fast != slow);
        // now fast == slow
        ListNode* slow2 = head;
        while(slow2 != slow) {
            slow = slow->next;
            slow2 = slow2->next;
        }
        return slow;
    }
};