剑指offer-55、链表中环的⼊⼝节点
题⽬描述给⼀个链表，若其中包含环，请找出该链表的环的⼊⼝结点，否则，输出null 。
例如，输⼊{1,2},{3,4,5} 时，对应的环形链表如下图所示：
可以看到环的⼊⼝结点的结点值为3，所以返回结点值为3的结点。
给定的链表节点的结构：
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;
ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}思路及解答
借用HashSet
直接使⽤ HashSet ,历链表的时候，如果 HashSet 中不包含，则添加到 HashSet 中，如果链表中包含，说明已经回到环的第⼀个节点。Java 代码实现如下：
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
HashSet set = new HashSet();
while(pHead!=null){
if(set.contains(pHead)){
return pHead;
}else{
set.add(pHead);
pHead = pHead.next;
}
}
return null;
}
[*]时间复杂度：O(n) - 每个节点最多访问一次
[*]空间复杂度：O(n) - 最坏情况下需要存储所有节点
双指针
上⾯的做法时间复杂度为O(n) ，由于借助了⼀个hashSet ，空间复杂度也为O(n) 。那假设我们不需要使⽤额外的空间呢？怎么做呢？
使⽤快慢双指针，⼀个⼀次⾛⼀步，⼀个⼀次⾛两步，当两个重合在⼀起的时候，这时候，并不是环的⼊⼝节点。只能说明两个指针，⼀个⽐另外⼀个多⾛了若⼲圈，可能是⼀圈，可能是2 ， 3 圈。
⽐如上⾯的，如果开始节点是A ，环的⼊⼝是B ，相遇的节点是C ，那么
[*]慢指针⾛的距离是： S=AB+BC
[*]快指针⾛的距离是： 假设多⾛了n圈，2S = AB+(BC+CB)*n+BC ，
即 2(AB+BC) = AB+(BC+CB)*n+BC，也就是AB+BC = (BC+CB)*n
假设n =1 ，那么AB = CB ,也就是当前位置到环的⼊⼝的⻓度，等于链表头到环的⼊⼝的位置。
因此相遇之后，我们将⼀个快指针移动到链表头，两个指针每次⼀步，直到相遇，这个时候，相遇的节点就是环的⼊⼝节点。
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
ListNode quick = pHead;
ListNode slow = pHead;
while (quick != null && slow.next != null) {
quick = quick.next;
slow = slow.next.next;
if (quick == slow) {
quick = pHead;
while (quick != slow) {
quick = quick.next;
slow = slow.next;
}
return quick;
}
}
return null;
}
[*]时间复杂度： O(n)
[*]空间复杂度： O(1)
标记法（破坏性解法）
通过修改节点结构来标记已访问的节点，适合可以修改链表的情况
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
if (head == null) return null;
// 使用特殊值标记已访问节点
final int MARKER = Integer.MIN_VALUE;
ListNode current = head;
while (current != null) {
// 如果遇到标记值，说明是环的入口
if (current.val == MARKER) {
// 恢复原始值（可选）
return current;
}
// 标记当前节点
current.val = MARKER;
current = current.next;
}
return null;
}
/**
* 替代方案：使用额外字段进行标记（如果节点结构可扩展）
*/
static class MarkableListNode {
int val;
MarkableListNode next;
boolean visited;
MarkableListNode(int val) {
this.val = val;
this.visited = false;
}
}
}
[*]时间复杂度：O(n) - 线性遍历
[*]空间复杂度：O(1) - 但破坏了链表结构
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