描述

这是一篇针对初学者的题解，共用两种方法解决。
知识点：单链表，哈希，双指针
难度：二星

题解

题目抽象：给定一个单链表，如果有环，返回环的入口结点，否则，返回nullptr

方法一：哈希法

  1. 遍历单链表的每个结点
  2. 如果当前结点地址没有出现在set中，则存入set中
  3. 否则，出现在set中，则当前结点就是环的入口结点
  4. 整个单链表遍历完，若没出现在set中，则不存在环

    代码

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;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)，最坏情况下，单链表的所有结点都在存入set

方法二：双指针法

若不用辅助结构set，该怎么做呢？这里画了一张图

  1. 初始化：快指针fast指向头结点， 慢指针slow指向头结点
  2. 让fast一次走两步， slow一次走一步，第一次相遇在C处，停止
  3. 然后让fast指向头结点，slow原地不动，让后fast，slow每次走一步，当再次相遇，就是入口结点。
    如上解释：

    如果慢指针slow第一次走到了B点处，距离C点处还有距离Y，那么fast指针应该停留在D点处，且BD距离为Y（图中所示是假设快指针走了一圈就相遇，为了便于分析），
    也就是DB+BC=2Y，（因为fast一次走2步，慢指针一次走1步，并且相遇在C处）
    在C点处，此时慢指针slow走的点为ABC，距离为X+Y，而快指针fast走的点为ABCDBC，距离为2X+2Y，
    又因为：AB=X，BC=Y，快指针走了2次BC，所以CDB距离为X，而AB距离也为X。

代码

class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        ListNode *fast = pHead;
        ListNode *slow = pHead;
        while (fast && fast->next) {
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
            if (fast == slow) break;
        }
        if (!fast || !fast->next) return nullptr;
        fast = pHead;
        while (fast != slow) {
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        return fast;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)