劍指Offer——鏈表中環的入口結點

題目描述

一個鏈表中包含環，請找出該鏈表的環的入口結點。

方法一：

對鏈表進行遍歷，利用set等結構，將已經遍歷過的節點存入set，每遍歷一個節點，判斷set中是否已經存在該節點，如果存在，那麼說明鏈表存在環，且該節點就是入口節點，返回該節點；如果遍歷到NULL，說明已經到了鏈表結尾，說明該鏈表不存在環，返回NULL。

代碼

/*
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：

分爲兩步：判斷是否存在環，找到環的入口節點

1、判斷是否存在環：利用兩個指針，同時從鏈表的頭節點出發，一個指針一次走一步，另一個指針一次走兩步，如果兩個指針相遇，則存在環；如果兩個指針中任意一個等於NULL，說明不存在環。可以將相遇時的指針返回，後面會用到。

2、找環的入口：

首先判斷環中節點個數，利用前面找到的相遇時的節點，該節點一定是在環中的，可以從該節點出發，一邊向前一邊計數，再次回到該節點時，就可以得到環中節點個數n了。

建立兩個指針p1和p2，令p1先走n不，然後p1和p2以相同速度向前移動，直到他們相遇，他們相遇的節點就是環的入口，如下圖所示。

代碼

/*
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;
    }
};