142. 环形链表 II + 快慢指针 + Set

142. 环形链表 II

LeetCode_142

题目描述

题解分析

1. 判断链表是否存在环

• 对于这个问题我们可以采用“快慢指针”的方法。就是有两个指针fast和slow，开始的时候两个指针都指向链表头head，然后在每一步操作中slow向前走一步即：slow = slow->next，而fast每一步向前两步即：fast = fast->next->next。由于fast要比slow移动的快，如果有环，fast一定会先进入环，而slow后进入环。当两个指针都进入环之后，经过一定步的操作之后二者一定能够在环上相遇，并且此时slow还没有绕环一圈，也就是说一定是在slow走完第一圈之前相遇。

2. 寻找链表中环的起点

   • 从链表起点head开始到入口点的距离a,与从slow和fast的相遇点（如图）到入口点的距离相等。
   • 我们就可以分别用一个指针（ptr1, prt2），同时从head与slow和fast的相遇点出发，每一次操作走一步，直到ptr1 == ptr2，此时的位置也就是入口点！

3. 计算链表中环的结点个数

   • 从相遇点开始slow和fast继续按照原来的方式向前走slow = slow -> next; fast = fast -> next -> next；直到二者再次相遇，此时经过的步数就是环上节点的个数 。

代码详情

/**
 * 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) {
        ListNode slow = head, fast = head;
        while(fast != null){
            if(fast.next == null)
                return null;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            //slow还没有走完一圈快慢指针必定会相遇
            if(fast == slow){
                ListNode now = head;
                //从相遇的地方再次循环
                while(now != slow){
                    slow = slow.next;
                    now = now.next;
                }
                return now;
            }
        }
        return null;
    }
}