题目

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。

示例 1：

1
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输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

1
2
3

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

1
2
3

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

进阶：
你是否可以不用额外空间解决此题？

Given a linked list, return the node where the cycle begins. If there is no cycle, return null.

To represent a cycle in the given linked list, we use an integer pos which represents the position (0-indexed) in the linked list where tail connects to. If pos is -1, then there is no cycle in the linked list.

Note: Do not modify the linked list.

Example 1:

1
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3

Input: head = [3,2,0,-4], pos = 1
Output: tail connects to node index 1
Explanation: There is a cycle in the linked list, where tail connects to the second node.

Example 2:

1
2
3

Input: head = [1,2], pos = 0
Output: tail connects to node index 0
Explanation: There is a cycle in the linked list, where tail connects to the first node.

Example 3:

1
2
3

Input: head = [1], pos = -1
Output: no cycle
Explanation: There is no cycle in the linked list.

Follow up:
Can you solve it without using extra space?

解题方法

先使用快慢指针fast、slow判断链表是否有环，无环返回Null；

有环，假设链表起点为H环的入口节点为I，快慢指针相遇节点为M，H到I的距离为a，I到M的距离为b，环的长度为l。

快指针fast比慢指针slow多跑一圈，即a+b=l。又因为环入口I到相遇节点M的距离为b，所以相遇节点M到环入口I的距离也为a，即链表起点H到环入口节点I的距离。(建议画下图很容易看出来)

所以此时快指针fast和链表起点p同时出发，相遇节点即环入口节点。这段代码跑了1ms，超过了98.32%的Java提交。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    // Method 1 1ms 98.32%
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = head.next;
        ListNode slow = head;
        ListNode p = head;
        while(fast != null && fast != slow) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
            if (fast != null) {
                fast = fast.next;
            }
        }
        if (fast != null) {
            fast = fast.next;
          	while(fast != p) {
            		fast = fast.next;
            		p = p.next;
        		}
        }
        return fast;
    }
}