142. 环形链表 II¶

力扣链接(中等)：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：

Text Only
1 2 3	`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：

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1 2 3	`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：

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1 2 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？

个人题解¶

常规解法：哈希表¶

C++
/**
 * 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) {
        unordered_set<ListNode *> set;
        while(head && set.find(head) == set.end()){
            set.insert(head);
            head = head->next;
        }
        return head;
    }
};

双指针¶

空间复杂度：\(O(1)\)

C++
/**
 * 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* right = head;
        ListNode* left = head;

        // 找环过程，right每次走两步，left每次一步，如果相遇，那么显然有环
        // 因为如果有环，right一定会以每次1步(2-1)的速度追上left
        while(right != NULL && right->next != NULL) {
            right = right->next->next;
            left = left->next;
            if(left == right) {
                // 记录相遇的位置和头节点
                ListNode* tmp = right;
                ListNode* _head = head;
                // 这部分是数学推导，具体看笔记
                // 简单点说就是，一个指针指向相遇位置，一个指针指向头节点
                // 它们同时向后遍历，相遇时就是环入口
                while(tmp != _head) {
                    tmp = tmp->next;
                    _head = _head->next;
                }
                return _head;
            }
        }
        return NULL;
    }
};