链表中环的入口结点

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。

思路

快慢指针。
快指针步长2，慢指针步长1。如果存在环，快指针总能追上慢指针。
先找到快慢指针相遇的点p，并假设环的入口在点q。
从头节点到点q距离为A，q->p距离为B，p->q距离为C。
因为快指针是慢指针的两倍速，且在p点相遇，则可以得到等式 2(A+B) = A+B+C+B.
由等式可得，C = A。
此时slow指针已经在p，可以让fast返回头节点以步长1开始走，原slow指针继续保持原来的走法。
fast与slow再次相遇时，因为A=C，所以相遇的点一定是q。

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。

代码

/*
 public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}
*/
public class Solution {
    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
        ListNode slow = pHead;
        ListNode fast = pHead;
        while(fast != null) {
            if(fast.next == null) {
                return null;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if(slow == fast) {
                fast = pHead;
                while(fast != slow) {
                    fast = fast.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return slow;
            }
        }
        return null;
    }
}

笔记

除了相遇，其余情况都返回null。