力扣142.环形链表II

题目链接：142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）

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

解法一：哈希集合

思路：

遍历链表，有两种情况：

1.该节点不在哈希集合中 -> 将该节点存入哈希集合

2.该节点在哈希集合中 -> 说明此处成环 -> 返回该节点

代码：

/**
 * 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) {
        HashSet<ListNode> m=new HashSet<ListNode>();
        ListNode curr=head;
        while(curr!=null){
            if(m.contains(curr)){
                return curr;
            }else{
                m.add(curr);
            }
            curr=curr.next;
        }
        return null;
    }
}

复杂度分析：

时间复杂度：O（n）        n为链表节点个数

空间复杂度：O（n）        链表中的每个节点都保存在哈希集合当中。

进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

解法二：双指针

思路：

要解决两个问题：

1.判断链表是否有环

        使用快慢指针，快指针每次走两步，慢指针每次走一步，如果快慢指针相遇，说明有环

2.如果有环，怎么找到环的入口

        快慢指针相遇节点和链表头结点指针同步前进，相遇点为环的入口

代码：

/**
 * 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) {
        //快慢指针法
        ListNode f=head;//快指针
        ListNode l=head;//慢指针
        ListNode h=head;
        boolean flag=false;

        if(head==null || head.next==null){
            return null;
        }

        //判断是否成环
        while(f.next!=null && f.next.next!=null){
            f=f.next.next;
            l=l.next;
            if(f==l){
                flag=true;//快慢指针相交，说明成环
                break;
            }
        }

        if(flag==false){
            return null;
        }else{
            //寻找环的起点
            //相遇节点指针和头结点指针同步遍历
            while(h!=f){
                h=h.next;
                f=f.next;
            }
            return h;
        }
    }
}

复杂度分析：

时间复杂度：O（n）        

空间复杂度：O（1）