【LetMeFly】142.环形链表 II

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/

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。

 

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

 

提示：

• 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

 

进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

方法一：哈希表

这道题类似 LeetCode 141.环形链表 ，可参考题解https://leetcode.letmefly.xyz/2022/07/27/LeetCode 0141.环形链表/的方法一

同样地，我们用哈希表记录每个节点是否出现过，之后遍历链表。如果遇到了出现过的节点，那么就说明这个节点是环的开始，直接返回这个节点即可。

如果遍历到了链表的末尾，就说明无环，返回nullptr

• 时间复杂度$O(n)$，其中$n$是链表中的节点个数
• 空间复杂度$O(n)$

AC代码

C++

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        unordered_set<ListNode*> se;
        while (head) {
            if (se.count(head))
                return head;
            se.insert(head);
            head = head->next;
        }
        return nullptr;
    }
};
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方法二：快慢指针

这次“快慢指针”是数学方法，真的是挺玄学的。

具体我就不推公式了，感兴趣了可参考下官方博客的方法二。

• 时间复杂度$O(n)$，其中$n$是链表中的节点个数
• 空间复杂度$O(1)$

AC代码

C++

来自官方题解：

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *slow = head, *fast = head;
        while (fast != nullptr) {
            slow = slow->next;
            if (fast->next == nullptr) {
                return nullptr;
            }
            fast = fast->next->next;
            if (fast == slow) {
                ListNode *ptr = head;
                while (ptr != slow) {
                    ptr = ptr->next;
                    slow = slow->next;
                }
                return ptr;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};
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