【LeetCode & 剑指offer刷题】链表题6：23 有环链表问题-链表中环的入口结点（141. Linked List Cycle）
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141. Linked List Cycle
Given a linked list, determine if it has a cycle in it.
Follow up:
Can you solve it without using extra space?
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
/*
注意：有可能是中间的小循环
方法：利用两个runner（一个速度为1，一个为2）在list中run,
如果有循环则总会相遇（因为速度差为1）,（总存在t使2t-t = kn2,n2为环的长度）
如果没有循环则fast会走到null位置，有循环时不会走到null位置
*/
class Solution
{
public:
bool hasCycle(ListNode *head)
{
if (head == nullptr || head->next == nullptr) return false;
ListNode* fast,*slow;
slow = fast = head;
while(fast && fast->next) //如果有环，fast不可能为nullptr，无环时，fast会运行到末尾null,退出循环
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if(slow == fast)
return true;
}
return false;
}
};
142. Linked List Cycle II
Given a linked list, return the node where the cycle begins. If there is no cycle, return null.
Note: Do not modify the linked list.
Follow up:
Can you solve it without using extra space?
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
/*
问题：找链表中环的入口（如果不存在环则返回null）
分析：环只能在链表后部
假设有环，无环部分结点数为n1,有环部分结点数为n2, slow指针速度为 1结点/step，fast指针速度为2
假设经过t个step后相遇，则有 2t - t = n2(fast比slow多经过的结点，可以按路径长度来看), slow继续行进n1个结点就能到环入口
在设一指针entry于head, 速度也为 1结点/step， 则当entry行进n1个结点也可以到入口，entry与slow会在入口相遇
例子：
head编号0，如果设置prehead,则prehead编号为0，方便分析
↓--------------←↑
0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
slow: 0 → 1 → 2 → 3 → 4
fast: 0 → 2 → 4 → 2 → 4
无环部分路径长度2，有环部分路径长度4
相遇后，fast比slow多走了有环部分的路径长度4，故在距起点长度4的结点4处相遇
slow继续行进路径长度2就能走完整个链表即到入口，在开头设置一指针entry，则也行进路径长度2到入口与slow相遇
*/
class Solution
{
public:
ListNode *detectCycle(ListNode *head)
{
if(head == nullptr || head->next == nullptr) return nullptr;
ListNode *slow,*fast, *entry;
slow = fast = entry = head;
while(fast && fast->next) //如果有环，fast不可能为nullptr，无环时，fast会运行到末尾null,退出循环
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if(slow == fast) //如果有环，找环入口
{
while(slow != entry)
{
slow = slow->next;
entry = entry->next;
}
return slow;
}
}
return nullptr;
}
};
