剑指offer编程题—链表中环的入口

题目描述
给一个链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，输出null。

解题思路
使用C++中的关联容器set，set 中插入单个元素的 insert 成员函数的返回值是 pair 模板类对象，假设返回结果为x，如果 x.second 为 true，则说明插入成功，此时 x.first 就是指向被插入元素的迭代器；如果 x.second 为 false，则说明要插入的元素已在容器中，此时 x.first 就是指向原有那个元素的迭代器。
根据以上知识，可以通过遍历链表，并将遍历结点插入set关联容器中，插入失败时返回的迭代器指向的就是链表中环入口的结点。

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        set<ListNode*> s;
        pair<set<ListNode*>::iterator,bool> res;
        ListNode* p=pHead;
        while(p){
            res=s.insert(p);
            if(!res.second) return *res.first;
            p=p->next;
        }
        return p;
    }
};

思路2
使用快指针、慢指针，假设已知链表中的环由n个结点围成，令快指针比慢指针先走n个结点，则当快慢指针相遇时，相遇结点就是环的入口。
根据以上思路还可以进一步简化：

1. 令快慢指针都指向链表首元结点；
2. 规定快指针每次走两步，慢指针每次走一步；
3. 当快指针与慢指针第一次相遇时，可以总结两点信息：
   1）此时快指针比慢指针多走了一个环；
   2）快指针走的路程是慢指针所走路程的两倍，因为快指针每次走两步，慢指针每次只走一步；
   综上两点易得，此时慢指针所走路程就是一个环的长度；
4. 重新令慢指针指向链表首元结点，快指针不动（此时相当于快指针比慢指针先走了一个环的长度）；
5. 快慢指针每次只向前移动一步，二者相遇的结点就是环入口结点。

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* EntryNodeOfLoop(ListNode* pHead)
    {
        if(pHead==NULL) return NULL;
        ListNode* pslow=pHead->next;
        ListNode* pfast=pHead->next;
        if(pfast!=NULL) pfast=pfast->next;
        while(pslow!=pfast && pfast){
            pslow=pslow->next;
            pfast=pfast->next;
            if(pfast!=NULL) pfast=pfast->next;
        }
        if(pfast==NULL) return pfast;
        pfast=pHead;
        while(pslow!=pfast){
            pslow=pslow->next;
            pfast=pfast->next;
        }
        return pfast;
    }
};