0142：环形链表 II（★）

力扣第 142 题

题目

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？

分析

0141 升级版，依然可以用快慢指针解决：

• 假如环的周长为 L，入环位置为 x
• 当慢节点达到 x 时：
  • 快节点走了 2*x 步，也就是说在环上走了 x 步
  • 此时快节点距离慢节点 L-x%L，再经过 L-x%L 轮相遇
• 当快慢节点相遇时：
  • 慢节点在环上走了 L-x%L 步
  • 若慢节点再在环上走 x 步，即到达位置 x
• 于是有个巧妙的想法:
  • 令另一个慢节点从起点开始同步走
  • 两个慢节点相遇位置即为位置 x

解答

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class Solution:
    def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        slow=fast=head
        while fast and fast.next:
            slow,fast = slow.next,fast.next.next
            if slow==fast:
                p = head
                while p!=slow:
                    p,slow = p.next,slow.next
                return p
        return None

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