[力扣刷题] 142.环形链表II

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 是 -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：

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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：

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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：

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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] 内
  • -105 <= Node.val <= 105
  • pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

题解

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/**
 * 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) {
        // 快慢双指针解法
        // 设置慢指针ps每次移动1步，而快指针pf每次移动2步
        // 设头结点距环入口距离为a，环长度为b; 快指针移动距离为f，慢指针移动距离为s，按照上面的条件，现在有f=2s
        // 这里显然相遇了就会有环
        // 则当第一次相遇时，有{f = 2s; f = s + nb} => s = nb
        ListNode fp = head;
        ListNode sp = head;
        while(fp != null && fp.next != null){
            fp = fp.next.next;
            sp = sp.next;
            if(fp == sp){
                // 我们再次观察题目，发现如果从头结点开始，走 a + nb 步后必然会停在环入口
                // 再看第一次相遇时得出的结果 s = nb？？ 这下nb有了，不是只差a了吗
                // 简而言之，慢指针此时在环中距离出口只差a距离
                // 从哪里获得a的计量呢？ 巧了吗这不是，头结点距离入口也是a；更巧的是我们有两个指针
                // 现在只需要让快指针回到头结点，让快慢指针速度一致，他们下次相遇的地点就会在环的入口
                fp = head;
                while(fp != sp){
                    fp = fp.next;
                    sp = sp.next;
                }
                return sp;
            }
        }
        return null;

    }
}