题目描述
一个链表中包含环，如何找出环的入口结点？
思路分析
- 判断链表中是否有环：用快慢指针的方法，慢指针走一步，快指针走两步，如果快指针追上了慢指针，就说明有环，而且他们相遇的节点是处于环中的节点
- 统计环中节点的个数：利用1中返回的节点，当再次走到该节点时，正好遍历了整个环，从而可以统计出个数n。
- 找出入口结点：也是设置两个指针，第一个指针先向后移动n，第二个指针指向头节点，然后同时移动两个指针，它们相遇时的节点就是环的入口节点，(类似于 【链表中倒数第k个结点】 中的思路)
测试用例
- 功能测试：链表中包含或者不包含环;链表中有多个或者只有一
节点。 - 特殊输入测试：链表头节点为nullptr指针。
Java代码
public class Offer23 {
public static void main(String[] args) {
test1();
test2();
test3();
test4();
test5();
}
public static ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode head) {
return Solution1(head);
}
/**
* 1.判断链表中是否有环，并找出环中节点个数n 2.将一个指针向前移动n，另个一指针指向头节点 3. 然后同时移动两个指针，两个指针相遇时，就是环的入口
*
* @param head
* @return
*/
private static ListNode Solution1(ListNode head) {
if (head == null) {
return null;
}
// 判断链表中是否有环，并找到快慢指针相遇的节点
ListNode meetNode = MeetingNode(head);
if (meetNode == null) {// 说明链表中没有环
return null;
}
int count = 1; // 统计环中节点的个数
ListNode pLoop = meetNode;
while (pLoop.next != meetNode) {
pLoop = pLoop.next;
++count;
}
ListNode p1 = head;
for (int i = 0; i < count; i++) {
p1 = p1.next;
}
ListNode p2 = head;
while (p1 != p2) {
p1 = p1.next;
p2 = p2.next;
}
return p1;
}
/**
* 设置两个指针，快指针一次走两步，慢指针一次走一步 如果快指针 追上了慢指针，就说明有环
* 如果快指针走到尾部(null)时两个指针没有相遇，就说明两个指针没有环存在，
*
* @param head
* @return
*/
private static ListNode MeetingNode(ListNode head) {
if (head == null) {
return null;
}
ListNode pSlow = head.next;
if (pSlow == null) {
return null;
}
ListNode pFast = pSlow.next;
while (pSlow != null && pFast != null) {
if (pSlow == pFast) {
return pFast;
}
pSlow = pSlow.next;
pFast = pFast.next;
if (pFast != null) {
pFast = pFast.next;
}
}
return null;
}
private static void test1() {
ListNode node1 = new ListNode(1);
ListNode node2 = new ListNode(2);
ListNode node3 = new ListNode(3);
ListNode node4 = new ListNode(4);
ListNode node5 = new ListNode(5);
ListNode node6 = new ListNode(6);
node1.next = node2;
node2.next = node3;
node3.next = node4;
node4.next = node5;
node5.next = node6;
node6.next = node3;
System.out.println("链表中有环而且有多个节点(>=3)---->");
ListNode entryLoop = EntryNodeOfLoop(node1);
if (entryLoop != null) {
System.out.println(entryLoop.val);
} else {
System.out.println("null");
}
}
private static void test2() {
ListNode node1 = new ListNode(1);
ListNode node2 = new ListNode(2);
ListNode node3 = new ListNode(3);
ListNode node4 = new ListNode(4);
ListNode node5 = new ListNode(5);
ListNode node6 = new ListNode(6);
node1.next = node2;
node2.next = node3;
node3.next = node4;
node4.next = node5;
node5.next = node6;
System.out.println("链表中没有环---->");
ListNode entryLoop = EntryNodeOfLoop(node1);
if (entryLoop != null) {
System.out.println(entryLoop.val);
} else {
System.out.println("null");
}
}
private static void test3() {
ListNode node1 = new ListNode(1);
ListNode node2 = new ListNode(2);
node1.next = node2;
node2.next = node1;
ListNode entryLoop = EntryNodeOfLoop(node1);
System.out.println("链表中有环，只有有两个个节点---->");
if (entryLoop != null) {
System.out.println(entryLoop.val);
} else {
System.out.println("null");
}
}
private static void test4() {
ListNode node1 = new ListNode(1);
node1.next = node1;
ListNode entryLoop = EntryNodeOfLoop(node1);
System.out.println("链表中有环，只有一个节点---->");
if (entryLoop != null) {
System.out.println(entryLoop.val);
} else {
System.out.println("没有环");
}
}
private static void test5() {
ListNode entryLoop = EntryNodeOfLoop(null);
System.out.println("传入null---->");
if (entryLoop != null) {
System.out.println(entryLoop.val);
} else {
System.out.println("null");
}
}
}