環形連結串列II

給定一個連結串列的頭節點 head ，返回連結串列開始入環的第一個節點。 如果連結串列無環，則返回 null。

如果連結串列中有某個節點，可以透過連續跟蹤 next 指標再次到達，則連結串列中存在環。為了表示給定連結串列中的環，評測系統內部使用整數 pos 來表示連結串列尾連線到連結串列中的位置（索引從 0 開始）。如果 pos 是 -1，則在該連結串列中沒有環。注意：pos 不作為引數進行傳遞，僅僅是為了標識連結串列的實際情況。

不允許修改連結串列。

示例 1：

環形連結串列II

輸入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
輸出：返回索引為 1 的連結串列節點
解釋：連結串列中有一個環，其尾部連線到第二個節點。

示例 2：

輸入：head = [1,2], pos = 0
輸出：返回索引為 0 的連結串列節點
解釋：連結串列中有一個環，其尾部連線到第一個節點。

示例 3：

輸入：head = [1], pos = -1
輸出：返回 null
解釋：連結串列中沒有環。

我們使用兩個指標， fast與 slow。它們起始都位於連結串列的頭部。隨後，slow 指標每次向後移動一個位置，而fast 指標向後移動兩個位置。如果連結串列中存在環，則 fast指標最終將再次與 slow指標在環中相遇。如下圖所示，設連結串列中環外部分的長度為a。 slow指標進入環後，又走了b 的距離與 fast相遇。此時，fast指標已經走完了環的n 圈，因此它走過的總距離為a+n(b+c)+b=a+(n+1)b+nc。

根據題意，任意時刻，fast 指標走過的距離都為slow 指標的2倍。因此，我們有a+(n+1)b+nc=2(a+b)⟹a=c+(n−1)(b+c) 有了 a=c+(n−1)(b+c) 的等量關係，我們會發現：從相遇點到入環點的距離加上n−1 圈的環長，恰好等於從連結串列頭部到入環點的距離。因此，當發現slow與fast相遇時，我們再額外使用一個指標ptr。起始，它指向連結串列頭部；隨後，它和slow 每次向後移動一個位置。最終，它們會在入環點相遇。

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        ListNode slow = head, fast = head;
        while (fast != null) {
            slow = slow.next;
            if (fast.next != null) {
                fast = fast.next.next;
            } else {
                return null;
            }
            if (fast == slow) {
                ListNode ptr = head;
                while (ptr != slow) {
                    ptr = ptr.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return ptr;
            }
        }
        return null;
    }
}

時間複雜度：O(N)，其中 N 為連結串列中節點的數目。在最初判斷快慢指標是否相遇時，slow 指標走過的距離不會超過連結串列的總長度；隨後尋找入環點時，走過的距離也不會超過連結串列的總長度。因此，總的執行時間為O(N)+O(N)=O(N)。

空間複雜度：O(1)。我們只使用了 slow , fast , ptr三個指標。

環形連結串列II

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