写在前面:
这份解法是搬运,图片也是原回答评论区网友贡献,非本人原创:https://leetcode.com/problems/linked-list-cycle-ii/discuss/44774/Java-O(1)-space-solution-with-detailed-explanation.
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题目:
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。

  1. 这题我们可以采用双指针解法,一快一慢指针。快指针每次跑两个element,慢指针每次跑一个。如果存在一个圈,总有一天,快指针是能追上慢指针的。
  2. 如下图所示,我们先找到快慢指针相遇的点,p。我们再假设,环的入口在点q,从头节点到点q距离为A,q p两点间距离为B,p q两点间距离为C。
  3. 因为快指针是慢指针的两倍速,且他们在p点相遇,则我们可以得到等式 2(A+B) = A+B+C+B. (感谢评论区大佬们的改正,此处应为:如果环前面的链表很长,而环短,那么快指针进入环以后可能转了好几圈(假设为n圈)才和慢指针相遇。但无论如何,慢指针在进入环的第一圈的时候就会和快的相遇。等式应更正为 2(A+B)= A+ nB + (n-1)C)
  4. 由3的等式,我们可得,C = A。
  5. 这时,因为我们的slow指针已经在p,我们可以新建一个另外的指针,slow2,让他从头节点开始走,每次只走下一个,原slow指针继续保持原来的走法,和slow2同样,每次只走下一个。
  6. 我们期待着slow2和原slow指针的相遇,因为我们知道A=C,所以当他们相遇的点,一定是q了。
  7. 我们返回slow2或者slow任意一个节点即可,因为此刻他们指向的是同一个节点,即环的起始点,q。

图片说明

具体代码如下:

public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if(pHead == null || pHead.next == null){
            return null;
        }

        ListNode fast = pHead;
        ListNode slow = pHead;

        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                ListNode slow2 = pHead;
                while(slow2 != slow){
                    slow2 = slow2.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return slow2;
            }
        }
        return null;

    }
}