「力扣」第 142 题：环形链表 II（中等）

专题 6：链表

发布日期: 2017-08-14

链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii

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。
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。
示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。
进阶：
你是否可以不用额外空间解决此题？

Java 代码：

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(int x) {
        val = x;
        next = null;
    }

    public ListNode(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("arr can not be empty");
        }
        this.val = nums[0];
        ListNode curr = this;
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            curr.next = new ListNode(nums[i]);
            curr = curr.next;
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder s = new StringBuilder();
        ListNode cur = this;
        while (cur != null) {
            s.append(cur.val);
            s.append(" -> ");
            cur = cur.next;
        }
        s.append("NULL");
        return s.toString();
    }
}


public class Solution {

    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        // 特判
        if (head == null || head.next == null) {
            // 注意：不要习惯性把 head 返回回去
            return null;
        }

        // 起点要一样，这里第 141 题的结论
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;

        // 注意这种写法，因为快指针一次走两步，
        // 所以要看它下一个结点以及下下一个结点是否为空
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;

            if (slow == fast) {
                break;
            }
        }

        // 特判，如果只是因为链表不存在环，那就返回空，因为既然不存在环，肯定没有重复结点
        if (fast.next == null || fast.next.next == null) {
            return null;
        }

        slow = head;

        while (slow != fast) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;
    }
}

Python 代码：

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None


class Solution:
    def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
        if head is None or head.next is None:
            return None

        slow = head
        fast = head
        while fast.next and fast.next.next:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
            if fast == slow:
                break

        if fast.next is None or fast.next.next is None:
            return None

        slow = head
        while slow != fast:
            slow = slow.next
            fast = fast.next
        return slow