【LeetCode 142】算法：环形链表 II

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。

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要找到链表中环的入口节点，可以使用 Floyd 的循环查找算法（也称为“快慢指针”算法）。首先，我们需要确定链表中是否存在环，然后找到环的入口。这种方法不仅能够检测链表中是否存在环，还能找到环的入口节点，且不需要修改链表结构。

算法步骤：

1. 检测环：使用快慢指针法检测链表中是否存在环。

2. 找到环的入口：

• 如果链表中没有环，返回 null。

• 如果链表中有环，使用两个指针（都从链表头开始），这两个指针都以相同的速度（每次一步）移动。

• 当这两个指针再次相遇时，它们就位于环的入口处。

复杂度分析：

• 时间复杂度：O (n)，其中 n 是链表的长度。最坏情况下，快指针需要遍历整个链表才能找到环，然后两个指针再次相遇时找到环的入口。

• 空间复杂度：O (1)，我们只需要两个指针，所以额外空间复杂度是常数级别的。

我的 Java 代码：

/**
 * 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 || head.next==null){
            return null;
        }

        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;

        while(fast!=null && fast.next!=null){ //检测环
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if(slow == fast){  // 发现环
                slow = head;  // 把慢指针指向头结点
                while(slow != fast){  //找到环的入口
                    slow = slow.next;
                    fast = fast.next;
                }
                return slow;
            }
        }
        return null; // 没有环
    }
}