【算法】链表中环的入口结点

发表于 阅读次数：

剑指 Offer 第 23 题-链表中环的入口结点

给一个长度为 n 链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，返回 null。
https://www.nowcoder.com/practice/253d2c59ec3e4bc68da16833f79a38e4

方法 1-快慢指针

思路：

  1. 确定是否有环：两个快慢指针相遇
  2. 确定环的个数：让指针从相遇的节点再回到这个节点，得到环个数 n
  3. 确定环入口节点：一个指针先走 n 步，接着和第二个指针同步向前，相遇的点就是入口节点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
public class Jz23 {
    public static void main(String[] args) {
        final Jz23 jz23 = new Jz23();
        final ListNode root = new ListNode(1);
        final ListNode node3 = new ListNode(3);
        root
                .append(new ListNode(2))
                .append(node3)
                .append(new ListNode(4))
                .append(new ListNode(5))
                .append(node3)
        ;
        System.out.println(jz23.EntryNodeOfLoop(root).val);
    }


    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
        // 确定是否有环：两个快慢指针相遇
        ListNode meetNode = getMeetNode(pHead);
        if (meetNode == null) {
            return null;
        }

        // 确定环的个数：让指针从相遇的节点再回到这个节点，得到环个数n
        int loopCount = getLoopCount(meetNode);

        // 确定环入口节点：一个指针先走n步，接着和第二个指针同步向前，相遇的点就是入口节点
        return getEntryNode(pHead, loopCount);
    }

    private ListNode getEntryNode(ListNode pHead, int loopCount) {
        ListNode fast = pHead;
        ListNode slow = pHead;

        // 快指针先行loopCount步
        while (loopCount-- > 0) {
            fast = fast.next;
        }
        while (fast != slow) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }

        return fast;
    }

    private int getLoopCount(ListNode meetNode) {
        ListNode moveNode = meetNode.next;
        int count = 1;
        while (moveNode != meetNode) {
            moveNode = moveNode.next;
            count++;
        }
        return count;
    }

    private ListNode getMeetNode(ListNode pHead) {
        ListNode fast = pHead;
        ListNode slow = pHead;

        while (fast != null && slow != null) {

            fast = fast.next;
            if (fast != null) {
                fast = fast.next;
            }

            slow = slow.next;
            if (fast != null && fast == slow) {
                return fast;
            }
        }
        return null;
    }

    public static class ListNode {
        int val;
        ListNode next = null;

        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }

        public ListNode append(ListNode next) {
            this.next = next;
            return this.next;
        }
    }

}

方法 2-hash 法

将值记录到 set 中，首次出现存在的值，对应的就是那个入口点

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
    // 将值记录到set中，首次出现存在的值，对应的就是那个入口点
    Set<Integer> set = new HashSet<>();
    while (pHead != null) {
        if (set.contains(pHead.val)) {
            return pHead;
        }
        set.add(pHead.val);
        pHead = pHead.next;
    }
    return null;
}