力扣第142题.环形链表II

力扣第142题.环形链表II

142. 环形链表 II

​​题目​​​​题解一：快慢指针​​​​题解二：哈希表​​

题目

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。

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

进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

题解一：快慢指针

算是环形链表一的那道题的进阶

在环形链表一的基础上，返回环的开始节点 在环存在的情况下，进行判断返回。

以下文字来自力扣官网： 我们使用两个指针，fast 与 slow。它们起始都位于链表的头部。随后，slow 指针每次向后移动一个位置，而fast 指针向后移动两个位置。如果链表中存在环，则fast 指针最终将再次与 slow 指针在环中相遇。

如下图所示，设链表中环外部分的长度为 aa。slow 指针进入环后，又走了 bb 的距离与 fast 相遇。此时，fast 指针已经走完了环的 nn 圈，因此它走过的总距离为 a+n(b+c)+b=a+(n+1)b+nca+n(b+c)+b=a+(n+1)b+nc。

根据题意，任意时刻，fast 指针走过的距离都为 slow 指针的 2 倍。因此，我们有

a+(n+1)b+nc=2(a+b) \implies a=c+(n-1)(b+c) a+(n+1)b+nc=2(a+b)⟹a=c+(n−1)(b+c)

有了 a=c+(n-1)(b+c)a=c+(n−1)(b+c) 的等量关系，我们会发现：从相遇点到入环点的距离加上 n-1n−1 圈的环长，恰好等于从链表头部到入环点的距离。

因此，当发现 slow 与 fast 相遇时，我们再额外使用一个指针 ptr。起始，它指向链表头部；随后，它和slow 每次向后移动一个位置。最终，它们会在入环点相遇。

时间复杂度为O（n）

题解二：哈希表

用哈希表把走过的节点记录下来，这样再次经过这个节点时，就表示有环，直接返回

/** * 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) { if(head==null){//一、前提 return head; } ListNode pos=head; Set visited =new HashSet (); while(pos!=null){ if(visited.contains(pos)){//注意格式。这个用法就很方便 return pos; } else{ visited.add(pos); } pos=pos.next; } return null; }}

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