【LeetCode】剑指 Offer 23. 链表中环的入口节点 p139 -- Java Version

题目链接：https://leetcode.cn/problems/c32eOV/

1. 题目介绍（23. 链表中环的入口节点）

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 从链表的头节点开始沿着 next 指针进入环的第一个节点为环的入口节点。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。注意，pos 仅仅是用于标识环的情况，并不会作为参数传递到函数中。

说明： 不允许修改给定的链表。

【测试用例】：
示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
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：返回索引为 0 的链表节点
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：返回 null
解释：链表中没有环。

【条件约束】：

提示：

• 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

【跟踪】：

进阶： 是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

【相关题目】：

注意： 本题与主站 142. 环形链表 II 题目相同。

2. 题解

2.1 原书题解（快慢指针）-- O(n)

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)
整个流程分三步：

1. 判断该链表是否有环；
2. 如果有环，确定环的长度；
3. 根据环长设置快慢指针的起始位置，移动快慢指针找到入口节点。

/*** 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 meetingNode = meetingNode(head);// 该链表无环，返回nullif (meetingNode == null) return null;// 链表有环，从相遇点开始计数，直到再次到达相遇点ListNode fast = meetingNode;int cycleLength = 1;while (fast.next != meetingNode){fast = fast.next;cycleLength++;}System.out.println(cycleLength);// 快指针返回head，并前进环长步数fast = head;for (int i = 0; i < cycleLength; i++){fast = fast.next;}// 快慢指针开始移动，每次移动一步，相遇节点即为入口节点ListNode slow = head;while (fast != slow){fast = fast.next;slow = slow.next;}return fast;}public ListNode meetingNode(ListNode head){// 判断头节点是否为空if (head == null) return null;// 定义快慢指针ListNode slow = head.next;if (slow == null) return null;ListNode fast = slow.next;while (fast != null && slow != null){if (fast == slow) return fast;// 慢指针每次走一步，快指针每次走两步slow = slow.next;fast = fast.next;if (fast != null) fast = fast.next;}return null;}
}

2.2 快慢指针简化版 – O(n)

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

思路基本和2.1一致，不同的是这里简化了求环长，直接让fast回到了头节点

public class Solution {public ListNode detectCycle(ListNode head) {ListNode fast = head, slow = head;while (true) {if (fast == null || fast.next == null) return null;fast = fast.next.next;slow = slow.next;if (fast == slow) break;}fast = head;while (slow != fast) {slow = slow.next;fast = fast.next;}return fast;}
}

3. 参考资料

[1] 剑指 Offer II 022. 链表中环的入口节点（双指针，清晰图解）-- 2.2 题解参考