牛客网剑指Offer——链表中环的入口结点

题目描述

一个链表中包含环，请找出该链表的环的入口结点。

方法一：

对链表进行遍历，利用set等结构，将已经遍历过的节点存入set，每遍历一个节点，判断set中是否已经存在该节点，如果存在，那么说明链表存在环，且该节点就是入口节点，返回该节点；如果遍历到NULL，说明已经到了链表结尾，说明该链表不存在环，返回NULL。

代码

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        if( pHead == NULL || pHead->next == NULL )
            return NULL;
         
        unordered_set<ListNode*> s;
        ListNode* p = pHead;
        while( p )
        {
            if( s.find(p) != s.end() )
                return p;
            s.insert(p);
            p = p->next;
        }
        return NULL;
    }
};

方法二：

分为两步：判断是否存在环，找到环的入口节点

1、判断是否存在环：利用两个指针，同时从链表的头节点出发，一个指针一次走一步，另一个指针一次走两步，如果两个指针相遇，则存在环；如果两个指针中任意一个等于NULL，说明不存在环。可以将相遇时的指针返回，后面会用到。

2、找环的入口：

首先判断环中节点个数，利用前面找到的相遇时的节点，该节点一定是在环中的，可以从该节点出发，一边向前一边计数，再次回到该节点时，就可以得到环中节点个数n了。

建立两个指针p1和p2，令p1先走n不，然后p1和p2以相同速度向前移动，直到他们相遇，他们相遇的节点就是环的入口，如下图所示。

代码

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        if( pHead == NULL || pHead->next == NULL )
            return NULL;
         
        ListNode* meetingNode = MeetingNode(pHead);
        if( meetingNode == NULL )
            return NULL;
         
        ListNode* p = meetingNode->next;
        int count = 0;
        while( p != meetingNode )
        {
            count++;
            p = p->next;
        }
        p = pHead;
        for( int i=0;i<=count;i++ )
            p = p->next;
        ListNode* p2 = pHead;
        while( p != p2 )
        {
            p = p->next;
            p2 = p2->next;
        }
        return p;
    }
     
    ListNode* MeetingNode(ListNode* pHead)
    {
        ListNode* p1 = pHead->next;
        ListNode* p2 = pHead->next->next;
         
        while( p1 != NULL && p2 != NULL )
        {
            if( p1 == p2 )
                return p1;
            p1 = p1->next;
            p2 = p2->next;
            if( p2 != NULL )
                p2 = p2->next;
            else
                return NULL;
        }
        return NULL;
    }
};