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

进阶： 你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

思路：找到快慢指针在环中相遇的节点，头结点与该节点一同移动，相遇处既是环入口

1. slow 指针进入环后，又走了 b 的距离与 fast 相遇。此时，fast 指针已经走完了环的 n 圈，因此它走过的总距离为 a+n(b+c)+b=a+(n+1)b+nc
2. fast 指针走过的距离都为 slow 指针的 2 倍，故a+(n+1)b+nc=2(a+b)⟹a=c+(n−1)(b+c)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode* first=head;
        ListNode* second=head;
        while(second!=nullptr&&second->next!=nullptr){
            first=first->next;
            second=second->next->next;
            if(first==second){
                ListNode* temp=head;
                while(temp!=first){
                temp=temp->next;
                first=first->next;
                }
                return temp; 
            }
        }
        return nullptr;
    }
};