LeetCode 鏈表判環 (快慢指針)

給定一個鏈表，返回鏈表開始入環的第一個節點。 如果鏈表無環，則返回 null。

爲了表示給定鏈表中的環，我們使用整數 pos 來表示鏈表尾連接到鏈表中的位置（索引從 0 開始）。 如果 pos 是 -1，則在該鏈表中沒有環。

說明：不允許修改給定的鏈表。

示例 1：

輸入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
輸出：tail connects to node index 1
解釋：鏈表中有一個環，其尾部連接到第二個節點。

示例 2：

輸入：head = [1,2], pos = 0
輸出：tail connects to node index 0
解釋：鏈表中有一個環，其尾部連接到第一個節點。

示例 3：

輸入：head = [1], pos = -1
輸出：no cycle
解釋：鏈表中沒有環。

來源：力扣（LeetCode）
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思路: 整個過程爲,使用快慢指針,慢指針每輪走一個節點,快指針每輪走兩個節點,若存在環,快指針與慢指針必定相遇. 相遇後,快指針(或慢指針)回到鏈表頭節點,之後開始同時每次走一個節點,當慢指針與快指針再次相遇時,相遇點爲鏈表環的入口.

當然此方法可以判斷鏈表是否有環,當快慢指針第一次相遇即可說明有環.
判環代碼如下:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        ListNode *slow=head;
        ListNode *fast=head;
        while(slow!=nullptr&&fast->next!=nullptr)
        {
            slow=slow->next;
            fast=fast->next->next;
            if(fast==nullptr)return false;
            if(slow==fast)return true;
        }
        return false;
    }
};

找到環的入口節點的原理證明如下:

代碼如下:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *slow=head;
        ListNode *fast=head;
        while(slow!=nullptr&&fast->next!=nullptr)
        {
            slow=slow->next;
            fast=fast->next->next;
            if(fast==nullptr)return nullptr;
            if(slow==fast)break;
        }
        if(slow==nullptr||fast->next==nullptr)return nullptr;
        fast=head;
        while(slow!=fast)
        {
            slow=slow->next;
            fast=fast->next;
        }
        return slow;
    }
};