【程序员面试金典】面试题 02.08. 环路检测

题目

给定一个有环链表，实现一个算法返回环路的开头节点。
有环链表的定义：在链表中某个节点的next元素指向在它前面出现过的节点，则表明该链表存在环路。

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？

思路

1. 通过快慢指针是否相交确定是否存在环，如果相交则存在环，否则不存在。
2. 如果存在环，重置慢指针为头节点，快指针从相交节点开始后面每次移动一步，如果再次相交，则为环的起始节点。

代码

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *fast = head, *slow = head;
        bool cycle = false;        
        while (fast && fast->next) {
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
            if (fast == slow) {
                cycle = true;
                break;
            }
        }        
        if (cycle) {
            slow = head;         
            while (fast != slow) {
                fast = fast->next;
                slow = slow->next;                
            }
            return slow;
        }
        return nullptr;
    }
};