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Leetcode 31

news 2025/10/23 10:36:39

1 题目

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, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105
pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

2 思路

实际上这是141. 环形链表 - 力扣（LeetCode）的进阶版

1 首先判断是否有环（可以按照easy的策略，快慢指针相遇）

2 返回环节点，按照图中的路径，其实是一点数学呢，相遇以后，其中一个指针到头节点，快慢指针以相同速度前进，再次项羽点就是环节点

3 注意非空，注意临界条件

3 代码实现（c）

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {ListNode *one = head ;ListNode *two = head;while(one != NULL && one-> next != NULL){one = one -> next -> next ;two = two -> next ;if(one == two){two = head ;while(one != two){one = one -> next;two = two -> next;} return one ;   }} return NULL;}

初版，失败的代码（）

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {ListNode *one = head->next;ListNode *two = head;while(one != NULL){one = one -> next ;//一开始是想让one,two做两个小跟班，实际上逻辑行不通two = two -> next ;if(one == two){two = head ;while(one != two){one = one -> next;two = two -> next;if(one == two){break;} }return one;}}return NULL;}

代码中的问题

初始指针位置错误代码中初始化为 one = head->next; two = head;，若链表为空（head == NULL），会直接访问 head->next 导致空指针异常。
快慢指针步长错误检测环时，快指针应每次走 2 步，慢指针每次走 1 步（才能利用 “相对速度” 相遇）。但代码中 one（快指针）和 two（慢指针）每次都只走 1 步（one = one->next; two = two->next;），相当于两个指针同速前进，若有环也可能永远不相遇。

正确的环起始节点检测逻辑

要找到环的起始节点，核心利用快慢指针相遇的性质：

检测环是否存在：快指针（每次 2 步）和慢指针（每次 1 步）从表头出发，若相遇则有环；若快指针走到终点（NULL）则无环。
找到环的起始节点：当快慢指针相遇时，将其中一个指针重置到表头，两者以相同速度（每次 1 步）前进，再次相遇的节点就是环的起始节点。

原理：设表头到环起点距离为 a，环起点到相遇点距离为 b，环长度为 c。相遇时快指针走了 a + b + k*c（k 为圈数），慢指针走了 a + b。由于快指针速度是慢指针的 2 倍，因此 a + b + k*c = 2*(a + b)，化简得 a = k*c - b，即表头到环起点的距离 = 相遇点到环起点的距离（绕环 k-1 圈后）。因此两指针同速前进时，会在环起点相遇。

修正后的代码（示例）

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {if (head == NULL || head->next == NULL) {return NULL; // 空链表或只有一个节点，无环}ListNode *slow = head;ListNode *fast = head;// 第一步：检测环是否存在（快慢指针相遇）while (fast != NULL && fast->next != NULL) {slow = slow->next;       // 慢指针走1步fast = fast->next->next; // 快指针走2步if (slow == fast) {      // 相遇，有环// 第二步：找环的起始节点slow = head;         // 慢指针重置到表头while (slow != fast) {slow = slow->next;fast = fast->next; // 同速前进，再次相遇即为环起点}return slow;}}return NULL; // 无环
}