LeetCode 链表判环 (快慢指针)

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。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii
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思路: 整个过程为,使用快慢指针,慢指针每轮走一个节点,快指针每轮走两个节点,若存在环,快指针与慢指针必定相遇. 相遇后,快指针(或慢指针)回到链表头节点,之后开始同时每次走一个节点,当慢指针与快指针再次相遇时,相遇点为链表环的入口.

当然此方法可以判断链表是否有环,当快慢指针第一次相遇即可说明有环.
判环代码如下:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        ListNode *slow=head;
        ListNode *fast=head;
        while(slow!=nullptr&&fast->next!=nullptr)
        {
            slow=slow->next;
            fast=fast->next->next;
            if(fast==nullptr)return false;
            if(slow==fast)return true;
        }
        return false;
    }
};

找到环的入口节点的原理证明如下:

代码如下:

/**
 * 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;
        while(slow!=nullptr&&fast->next!=nullptr)
        {
            slow=slow->next;
            fast=fast->next->next;
            if(fast==nullptr)return nullptr;
            if(slow==fast)break;
        }
        if(slow==nullptr||fast->next==nullptr)return nullptr;
        fast=head;
        while(slow!=fast)
        {
            slow=slow->next;
            fast=fast->next;
        }
        return slow;
    }
};