力扣142：环形链表II_力扣返回环的起始位置

环形链表II：给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。
为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。
说明：不允许修改给定的链表。

解答

方法1：

思路：
我们可以使用一个set集合来存储元素，当如果set中有重复值出现是代表有环且为环的入口
算法：
首先，我们分配一个 Set 去保存所有的列表节点。我们逐一遍历列表，检查当前节点是否出现过，如果节点已经出现过，那么一定形成了环且它是环的入口。否则如果有其他点是环的入口，我们应该先访问到其他节点而不是这个节点。其他情况，没有成环则直接返回 null 。

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        while(head != null){
            if(set.contains(head)){
                return head;
            }else{
                set.add(head);
                head=head.next;
            }
        }
        return null;
    }
}
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• 时间复杂度O(n)
  不管是成环还是不成环的输入，算法肯定都只会访问每个节点一次。对于非成环列表这是显而易见的，因为第 nnn 个节点指向 null ，这会让循环退出。对于循环列表， if 条件满足时会导致函数的退出，因为它指向了某个已经访问过的节点。两种情况下，访问的节点数最多都是 nnn 个，所以运行时间跟节点数目成线性关系。
• 空间复杂度O(n)
  不管成环或者不成欢的输入，我们都需要将每个节点插入 Set 中一次。两者唯一的区别是最后访问的节点后是 null 还是一个已经访问过的节点。因此，由于 Set 包含 nnn 个不同的节点，所需空间与节点数目也是线性关系的。

方法2：Floyd 算法

思路：
当然一个跑得快的人和一个跑得慢的人在一个圆形的赛道上赛跑，会发生什么？在某一个时刻，跑得快的人一定会从后面赶上跑得慢的人。
算法
Floyd 的算法被划分成两个不同的阶段 。（1）找出列表中是否有环，如果没有环，可以直接返回 null 并退出。（2）用相遇节点来找到环的入口。

阶段1:
这里我们初始化两个指针 - 快指针和慢指针。我们每次移动慢指针一步、快指针两步，直到快指针无法继续往前移动。如果在某次移动后，快慢指针指向了同一个节点，我们就返回它。否则，我们继续，直到 while 循环终止且没有返回任何节点，这种情况说明没有成环，我们返回 null 。

阶段2
给定阶段 1 找到的相遇点，阶段 2 将找到环的入口。首先我们初始化额外的两个指针： ptr1 ，指向链表的头， ptr2 指向相遇点。然后，我们每次将它们往前移动一步，直到它们相遇，它们相遇的点就是环的入口，返回这个节点。

public class Solution {
    private ListNode getIntersect(ListNode head) {
        ListNode tortoise = head;
        ListNode hare = head;

        // A fast pointer will either loop around a cycle and meet the slow
        // pointer or reach the `null` at the end of a non-cyclic list.
        while (hare != null && hare.next != null) {
            tortoise = tortoise.next;
            hare = hare.next.next;
            if (tortoise == hare) {
                return tortoise;
            }
        }

        return null;
}
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        // If there is a cycle, the fast/slow pointers will intersect at some
        // node. Otherwise, there is no cycle, so we cannot find an e***ance to
        // a cycle.
        ListNode intersect = getIntersect(head);
        if (intersect == null) {
            return null;
        }
        // To find the e***ance to the cycle, we have two pointers traverse at
        // the same speed -- one from the front of the list, and the other from
        // the point of intersection.
        ListNode ptr1 = head;
        ListNode ptr2 = intersect;
        while (ptr1 != ptr2) {
            ptr1 = ptr1.next;
            ptr2 = ptr2.next;
        }
        return ptr1;
    }
}
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• 时间复杂度O(n)
• 空间复杂度O(1)