力扣142(Java)-环形链表Ⅱ（中等）

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。

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？

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii
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解题思路：

参考： 代码随想录视频讲解 和  文字讲解

本题的重点在两个方面：

1.判断是否有环：

与 力扣141.环形链表  解题思路一致，运用快慢指针：

• 定义两个指针slow 和 fast，从头结点出发，使fast每次走两步，slow每次走一步；
• 如果存在环，那快慢指针一定是在环中相遇，因为fast一定先进入环中，相对于slow来说，fast是以每次移动一个结点的速度来慢慢靠近slow的，要相遇一定是在环中相遇；
• 移动的过程中，循环条件是：fast != null && fast.next != null，如果fast == slow 说明相遇了，则存在环，否则不存在。

2.计算入环的节点位置：

会存在等式，快慢指针相遇时： 2 * (x + y) = n * (y +z) + x + y  == >   x = (n-1)(y+z) + z，需要注意，慢指针在绕环的第一圈时肯定会与快指针相遇。

• n = 1 时, x = z，相遇的点是环形的入口点
• n >= 1时，说明快指针在绕了n-1圈以后，在绕第n圈的时候绕了z距离与慢指针相遇了，相遇的点还是环形的入口点

这时设置第一个位置指针为inde1指向头节点，即index1 = head， 第二个位置指针index2指向相遇的节点 index2 = slow (这时候相遇了指向fast也可以)，开始循环，循环条件是 index1 != index2：

• 循环内，每次移动一步index1和index2，直到index1 = index2，找到入环点，返回index1 (index2也行);
• 整个链表遍历完以后，无环，直接返回null。

代码：

 1 /**
 2  * Definition for singly-linked list.
 3  * class ListNode {
 4  *     int val;
 5  *     ListNode next;
 6  *     ListNode(int x) {
 7  *         val = x;
 8  *         next = null;
 9  *     }
10  * }
11  */
12 public class Solution {
13     public ListNode detectCycle(ListNode head) {
14         if (head == null || head.next == null) return null;
15         //先判断是否有环--快慢指针
16         ListNode fast = head, slow = head;
17         while (fast != null && fast.next != null){
18             fast = fast.next.next;
19             slow = slow.next;
20             //当存在环时找交点即入环点
21             while (fast == slow){
22                 ListNode index1 = head;
23                 ListNode index2 = slow;
24                 while (index1 != index2){
25                     index1 = index1.next;
26                     index2 = index2.next;
27                 }
28                 return index1;
29             }
30         }
31         return null;
32     }
33 }