给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。
为了表示给定链表中的环,我们使用整数 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。
说明:不允许修改给定的链表。
示例 1:
输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1输出:tail connects to node index 1解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。复制代码
示例 2:
输入:head = [1,2], pos = 0输出:tail connects to node index 0解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。复制代码
示例 3:
输入:head = [1], pos = -1输出:no cycle解释:链表中没有环。复制代码
用两个指针同时遍历链表,快指针每次走两步,慢指针每次走一步。如果链表中有环,那么他们终将相遇。可证:自他们相遇后,指针1从起点每次走一步,指针2从相遇点每次走一步,指针1和指针2相遇处就是环的起点。证明如下:
如下图,设Y点为环起点,Z点为快慢指针相遇点,abc为这几个关键节点间的路程(可能包括很多节点)。
因为,相遇时快指针走过的路程肯定为慢指针走过的路程的2倍。得:
(a+b)2 = a+b+(b+c)n //n>=1,n为快指针在相遇前绕环的圈数
解方程得 a = (b+c)(n-1)+c
所以:
当n=1时,a=c
当n>1时,a=c+n圈
得证。
时间复杂度O(n)
/** * 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) { ListNode slow = head; ListNode fast = head; while( fast != null && fast.next != null ){ slow = slow.next ; fast = fast.next.next; if(slow == fast ){ break; } } if( fast == null || fast.next== null ){ return null; } while( head != slow ){ head = head.next; slow = slow.next; } return head; }}复制代码