【Leetcode鏈表】環形鏈表 II（142）

題目

給定一個鏈表，返回鏈表開始入環的第一個節點。 若是鏈表無環，則返回 null。

爲了表示給定鏈表中的環，咱們使用整數 pos 來表示鏈表尾鏈接到鏈表中的位置（索引從 0 開始）。 若是 pos 是 -1，則在該鏈表中沒有環。

說明：不容許修改給定的鏈表。

 
示例 1：

輸入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
輸出：tail connects to node index 1
解釋：鏈表中有一個環，其尾部鏈接到第二個節點。

示例 2：

輸入：head = [1,2], pos = 0
輸出：tail connects to node index 0
解釋：鏈表中有一個環，其尾部鏈接到第一個節點。

示例 3：

輸入：head = [1], pos = -1
輸出：no cycle
解釋：鏈表中沒有環。

進階：
你是否能夠不用額外空間解決此題？

解答

兩種方法：
1，用哈希表，依次遍歷鏈表set存儲走過的點，碰見重複的就是環入口 ———— 時間複雜度O(n)，空間複雜度O(n)
2，快慢指針，指針在環內相遇的位置到環入口的距離 == 表頭到環入口的距離，二者相向而行，相遇位置就是環入口 ———— 時間複雜度O(n²)，空間複雜度O(1)

經過代碼以下：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

# 哈希表：時間複雜度O(n)，空間複雜度O(n)
# class Solution:
#     def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
#         s = set()
#         while head:
#             if head in s:
#                 return head
#             s.add(head)
#             head = head.next
#         return None


# 指針法：時間複雜度O(n²)，空間複雜度O(1)
# 1，快慢雙指針找到相遇位置
# 2，相遇位置到環入口的距離 == 表頭到環入口的距離，二者相向而行，相遇位置就是環入口
class Solution:
    def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
        f = s = h = head  # h記錄表頭
        while f and f.next:
            s = s.next
            f = f.next.next
            if f == s:  # 相遇了，開始和表頭相對走，找環入口
                p = f
                while h!=p:
                    h = h.next
                    p = p.next
                return h
            head = head.next
        return None