剑指offer----链表中环的入口节点

题目：一个链表中包含环，请找出该链表的环的入口结点。

思路：使用快慢指针

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

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

方法一

public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {   
        if(pHead == null || pHead.next == null||pHead.next.next == null){
            return null;
        }
        ListNode fast = pHead;
        ListNode slow = pHead;
        while(fast.next.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                fast = pHead;
                while(fast != slow){
                    fast = fast.next;
                    slow = slow.next;
                }
                   return fast;
            }
        }
        return null;
    }
}

链表中的环问题.jpg

我们使用两个指针，一个一次向后走两个节点，称为快指针。一个一次向后走一个节点，称为慢指针。
设环入口节点前的节点数量为x个，环中有节点y个。
当两个节点相遇时

1. 设快指针走了x+ny+a个（n为在环中走的圈数，a为两指针相遇时，所在的节点是环中的第a个几点，下同），
2. 慢指针走了x+my+a个节点
3. 快指针走的节点数为慢指针的两倍
4. 整理后可得如图所示的等式，既从头节点到入口节点的数量x+1等于相遇节点到入口节点的数量加若干个环的节点数
5. 所以这时，将一个指针放到头结点，另一个指针放在相遇节点，两个指针以同样的速度向后移动，
6. 两个指针就会在入口节点相遇，此时将节点取出即可。

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)
有几个注意的点：

• 如果是链表中没有环，那么快指针一定会先走到尾节点，需要对非带环链表进行判断
• 面试中也会遇到判断链表中是否的环的问题，可以采用此方法求解
• 此方法的优点是实现起来也比较简单。但是不容易想到。
  思考:可不可以通过让快指针挺高速度来提高算法的效率。
  如果快指针一次走三步，会出现当快慢指针即将相遇的时候，快指针将慢指针跨过去的情况。

方法二

链接：https://www.nowcoder.com/questionTerminal/253d2c59ec3e4bc68da16833f79a38e4
来源：牛客网

如果链表中环 有n个结点，指针P1在链表上向前移动n步，然后两个指针以相同的速度向前移动。
当第二个指针指向环的入口结点时，第一个指针已经围绕着环走了一圈又回到了入口结点。
所以首先要得到环中结点的数目。
先设法让两个指针相遇，让后再绕一圈回到相遇节点就能记录环的节点数了。

方法三 段链法

链接：https://www.nowcoder.com/questionTerminal/253d2c59ec3e4bc68da16833f79a38e4
来源：牛客网

两个指针同时向前移动，每移动一次，前面的指针的next指向NULL。
也就是说：访问过的节点都断开，最后到达的那个节点一定是尾节点的下一个，
也就是循环的第一个。
这时候已经是第二次访问循环的第一节点了，第一次访问的时候我们已经让它指向了NULL，
所以到这结束。
这种方法会破坏原有的数据结构，并且无法排除测试用例没有环的情况

方法四

使用一个一个数组存储遍历过的所有节点，如果发现有相同节点就返回。
时间复杂度为O(n2)