程序员面试经典--链表环路检测与入口结点返回

2.6问题：

给定一个有环链表，实现一个算法返回环路的开头结点。

思考：

第一：监测链表是否存在环路。有一种简单的方法叫做fastrunner/slowrunner法。fastruner一次移动两步，slowrunner一次移动一步。如果存在环路，最终必然会碰到一起。

第二：什么时候碰到一起？

    1、slowrunner处于环路中的0步位置；

    2、fastrunner处于环路中的k步位置；

    3、slowrunner落后于fastrunner，相距k步；

    4、fastrunner落后于slowrunner，相距LOOP_SIZE-k步；

那么，若fastrunner 落后于slowrunner，相距LOOP_SIZE-k步，那么两者将会在LOOP_SIZE-k步之后相遇。此时，两者与环路起始处相距k步，我们将这个位置称为collisionSopt。

第三：如何找到环路起始处？现在我们知道，collisionSpot与环路起始处相距k个结点。即：collisionSpot和linkedListHead与环路起始处均相距k个结点。现在，若用一个指针指向collisionspot，用另一个指针指向linkedlisthead，两者与loopstart相距k个结点。以同样的速度移动，这两个指针会再次碰在一起------这次是在k步之后，此时两个指针都指向loopstart，然后只需返回该结点即可。

算法思路：

1、创建两个指针：fastpointer和slowpointer。

2、slowpointer每走一步，fastpointer就走两步。

3、两者碰在一起时，将slowpointer指向linkedlisthead，fastpointer保持不变。

4、以相同的速度移动slowpointer和fastpointer，一次一步，然后返回新的碰撞处。

import java.util.*;//节点类class Node {protected Node next; //指针域protected int data;//数据域 public Node( int data) {this.data = data;} //显示此节点public void display() {System. out.print( data + " ");}}//单链表class LinkList {public Node first; // 定义一个头结点private int pos = 0;// 节点的位置public LinkList() {this.first = null;//this代表当前类}// 插入一个头节点public void addFirstNode( int data) {Node node = new Node(data);node. next = first;first = node;}// 显示出所有的节点信息public void displayAllNodes() {Node current = first;while (current != null) {current.display();current = current. next;}System. out.println();}}class findBeginning{public static void main(String args[]){LinkList linkList = new LinkList();linkList.addFirstNode(11);//56Node tail=linkList.first;linkList.addFirstNode(10);//456linkList.addFirstNode(9);//3456linkList.addFirstNode(8);//23456linkList.addFirstNode(7);//123456linkList.addFirstNode(6);//6linkList.addFirstNode(5);//56linkList.addFirstNode(4);//456Node aa=linkList.first;linkList.addFirstNode(3);//3456linkList.addFirstNode(2);//23456linkList.addFirstNode(1);//123456System.out.println("原链表为:");linkList.displayAllNodes();//构造环路。tail.next = aa;//将第11个结点指向第4个结点形成环路。System.out.println("环路入口结点数据为："+findBeginning(linkList.first).data);}public static Node findBeginning(Node head){Node slow=head;Node fast=head;while(fast!=null&&fast.next!=null){slow=slow.next;fast=fast.next.next;if(slow == fast){break;}}if(fast==null||fast.next==null){return null;}slow=head;while(slow!=fast){slow=slow.next;fast=fast.next;}return fast;}}