环形链表 Ⅱ
原题链接：142. 环形链表 II
给定一个链表的头节点
head，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回null。如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪
next指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数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。注意：pos不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。不允许修改 链表。
示例 1：
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。示例 2：
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。提示：
- 链表中节点的数目范围在范围
[0, 10^4]内-10^5 <= Node.val <= 10^5pos的值为-1或者链表中的一个有效索引进阶： 你是否可以使用
O(1)空间解决此题？
- 解法一 哈希表
// 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。
// 解法一：哈希表
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
// 初始化哈希表
Set<ListNode> set = new HashSet<>();
// 初始化当前节点
ListNode current = head;
// 当前节点不为空时，继续循环
while (current != null) {
// 如果哈希表中包含当前节点，则返回当前节点
if (set.contains(current)) {
return current;
}
// 将当前节点加入哈希表
set.add(current);
// 当前节点指向下一个节点
current = current.next;
}
// 返回null
return null;
}
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode() {
}
ListNode(int val) {
this.val = val;
}
ListNode(int val, ListNode next) {
this.val = val;
this.next = next;
}
}- 解法二 双指针
// 解法二：快慢指针
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
// 初始化快慢指针
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
// 当快指针不为空时，继续循环
while (fast != null) {
// 如果快指针的下一个节点为空，则返回null
if (fast.next == null) {
return null;
}
// 快指针走两步
fast = fast.next.next;
// 慢指针走一步
slow = slow.next;
// 如果快慢指针相遇，则跳出循环
if (fast == slow) {
break;
}
}
// 如果快指针为空，则返回null
if (fast == null) {
return null;
}
// 将快指针指向头节点
fast = head;
// 当快慢指针不相等时，继续循环
while (fast != slow) {
// 快慢指针同时走一步
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
// 返回快指针
return fast;
}
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode() {
}
ListNode(int val) {
this.val = val;
}
ListNode(int val, ListNode next) {
this.val = val;
this.next = next;
}
}解法二解题思路：
链表类题目一般是使用双指针法解决的，在这个题目中，快慢指针一共会相遇两次。
双指针的第一次相遇：
- 设两指针
fast，slow指向链表头部head；- 令
fast每轮走两步，slow每轮走一步执行以上两步后，可能会出现两种结果：
第一种结果：
fast指针走过链表末端，说明链表无环，此时直接返回null。如果链表存在环，则双指针一定会相遇。因为每走 1 轮，
fast与slow的间距 +1，fast一定会追上slow。第二种结果： 当
fast == slow时， 两指针在环中第一次相遇。下面分析此时fast与slow走过的步数关系：设链表共有 a+b 个节点，其中 链表头部到链表入口 有 a 个节点（不计链表入口节点）， 链表环 有 b 个节点（这里需要注意，a 和 b 是未知数，例如图解上链表 a=4 , b=5）；设两指针分别走了 f，s 步，则有：
fast走的步数是slow步数的 2 倍，即 f = 2s；（解析：fast每轮走 2 步）fast比slow多走了 n 个环的长度，即 f = s + nb；（ 解析： 双指针都走过 a 步，然后在环内绕圈直到重合，重合时fast比slow多走 环的长度整数倍 ）。将以上两式相减得到 f = 2nb，s = nb，即 fast 和 slow 指针分别走了 2n，n 个环的周长。
接下来该怎么做呢？
如果让指针从链表头部一直向前走并统计步数k，那么所有 走到链表入口节点时的步数 是：k=a+nb ，即先走 a 步到入口节点，之后每绕 1 圈环（ b 步）都会再次到入口节点。而目前
slow指针走了 nb 步。因此，我们只要想办法让slow再走 a 步停下来，就可以到环的入口。但是我们不知道 a 的值，该怎么办？依然是使用双指针法。考虑构建一个指针，此指针需要有以下性质：此指针和
slow一起向前走 a 步后，两者在入口节点重合。那么从哪里走到入口节点需要 a 步？答案是链表头节点head。双指针第二次相遇：
- 令
fast重新指向链表头部节点。此时 f = 0, s = nb；slow和fast同时每轮向前走一步；- 当
fast指针走到 f = a 步时，slow指针走到 s = a + nb 步。 此刻两指针重合，并指向链表环入口，返回slow指向的节点即可图示：
