剑指offer55_链表中环的入口结点_题解

链表中环的入口结点

题目描述

给一个链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，输出null。

分析

方案一：双指针法

算法流程：

1. 双指针第一次相遇：设两指针 \(pslow\)，\(pfast\) 指向链表头部 \(phead\)，\(pfast\) 每轮走 \(1\) 步，\(pslow\) 每轮走 \(1\) 步
   1. 第一种结果：\(pfast\) 走过链表末端，说明链表无环，直接返回 \(null\)
   2. 第二种结果：当 \(pfast == pslow\) 时，两指针在环中 第一次相遇
      1. \(pslow\) 指针位置不变，将 \(pfast\) 指针重新指向链表头部结点 \(phead\)，\(pslow\) 和 \(pfast\) 同时每轮往前走 \(1\) 步
      2. 当 \(pfast==pslow\) 时，两指针第二次相遇，并同时指向链表环入口，返回 \(pslow\) 指针指向的结点

代码

/*
1.时间复杂度:O(n)
2.空间复杂度:O(1)
*/
class Solution
{
public:
    ListNode *EntryNodeOfLoop(ListNode *pHead)
    {
        ListNode *pslow = pHead, *pfast = pHead;
        while (pfast && pfast->next)
        {
            pslow = pslow->next;
            pfast = pfast->next->next;
            //快慢指针相遇
            if (pslow == pfast)
            {
                pslow = pHead;
                while (pslow != pfast)
                {
                    pslow = pslow->next;
                    pfast = pfast->next;
                }
                return pslow;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

方法二：哈希

算法流程：

1. 初始化 \(st\) 集合用于存储单链表的每个结点
2. 遍历单链表的每个结点
   1. 如果当前结点没有出现在 \(st\) 集合中，则将该结点添加到 \(st\) 集合中
   2. 否则，则代表该结点被重复遍历，当前结点就是环的入口结点，返回该节点
3. 遍历完成，返回 \(NULL\)

/*
1.时间复杂度:O(n)
2.空间复杂度:O(n)
最坏情况下，单链表的所有结点都存入set
*/
class Solution
{
public:
    ListNode *EntryNodeOfLoop(ListNode *pHead)
    {
        unordered_set<ListNode *> st;
        while (pHead)
        {
            if (st.find(pHead) == st.end())
            {
                st.insert(pHead);
                pHead = pHead->next;
            }
            else
            {
                return pHead;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};