力扣 142题 环形链表Ⅱ 记录

题目描述

给定一个链表的头节点  head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 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 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。不允许修改 链表。
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。

思路

使用快慢指针的策略。基本思想是使用两个指针，一个快指针（每次移动两步）和一个慢指针（每次移动一步）。如果链表中存在环，快指针最终会追上慢指针。当两个指针相遇时，将一个指针重置到链表的头部，然后两个指针都以相同的速度移动，直到它们再次相遇，这次相遇的节点就是环的起点。

算法流程：

1. 寻找相遇点：
   当 fast 和 slow 指针在链表中前进时，如果链表存在环，由于 fast 指针的速度是 slow 指针的两倍，fast 会在某个时刻追上 slow（在环内相遇）。这是因为在环中，快指针最终会从后面追上慢指针；
   如果 fast 指针遇到 nullptr（表示链表尾部），则链表中没有环，函数返回 nullptr。

2. 寻找环的起点：
   当 fast 和 slow 相遇时，将其中一个指针（例如 fast）放回链表的起始位置 head，然后 fast 和 slow 同时以相同的速度（每步一节点）前进；
   当 fast 和 slow 再次相遇时，相遇点即为环的起点。这是因为从头节点到环入口的距离等于从相遇点到环入口的距离。

完整代码

#include<iostream>
using namespace std;struct ListNode {int val;ListNode *next;ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};class Solution {
public:ListNode *detectCycle(ListNode *head) {ListNode *fast = head;ListNode *slow = head;while(fast != nullptr && fast->next != nullptr){fast = fast->next->next;slow = slow->next;if(fast == slow){ListNode *index1 = fast;ListNode *index2 = head;while(index1 != index2){index1 = index1->next;index2 = index2->next;} return index1;}}     return nullptr;}
};int main()
{Solution s;ListNode *head = new ListNode(0);ListNode *node1 = new ListNode(1);ListNode *node2 = new ListNode(2);ListNode *node3 = new ListNode(3);head->next = node1;node1->next = node2;node2->next = node3;node3->next = node2;ListNode *cycleNode = s.detectCycle(head);if (cycleNode) {cout << "The starting point value of the linked list is: " << cycleNode->val << endl;} else {cout << "There is no ring in the linked list" << endl;}return 0;
}