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LeetCode 142. 环形链表 II

news 2025/6/29 19:02:52

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, 10^4] 内
-10^5 <= Node.val <= 10^5
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？

解法思路：

1、hash，遍历每个节点并记录，再次遍历到则存在环并返回

2、快慢指针，先判断是否有环，若有，则找出环的第一个节点（从相遇点到入环点的距离加上 n−1 圈的环长，恰好等于从链表头部到入环点的距离，使用第三个指针（初始化指向head），third 与 slow 刚好在入环处相遇）

法一：

/*** 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) {// hash// Time: O(n)// Space: O(n)ListNode pos = head;Set<ListNode> set = new HashSet<>();while (pos != null) {if (set.contains(pos)) {return pos;} else {set.add(pos);}pos = pos.next;}return null;}
}

法二：

/*** 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，先判断是否有环，若有，则找出环的第一个节点// 1. 判断是否有环if (head == null || head.next == null || head.next.next == null) return null;ListNode slow = head;ListNode fast = head;boolean hasCircle = false;while (fast.next != null && fast.next.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;if (slow == fast) {hasCircle = true;break;}}// 2. 找出入环节点// 从相遇点到入环点的距离加上 n−1 圈的环长，恰好等于从链表头部到入环点的距离// 使用第三个指针（初始化指向head），third 与 slow 刚好在入环处相遇 if (hasCircle) {ListNode third = head;while (slow != third) {slow = slow.next;third = third.next;}return third;}return null;}
}

数学证明：从相遇点到入环点的距离加上 n−1 圈的环长，恰好等于从链表头部到入环点的距离