[LeetCode] Linked List Cycle II, Solution

• Question : 

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

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

• Anaylsis :
  • 　　

    首先，比较直观的是，先使用Linked List Cycle I的办法，判断是否有cycle。如果有，则从头遍历节点，对于每一个节点，查询是否在环里面，是个O(n^2)的法子。但是仔细想一想，发现这是个数学题。

    如下图，假设linked list有环，环长Y，环以外的长度是X。

    

    现在有两个指针，第一个指针，每走一次走一步，第二个指针每走一次走两步，如果他们走了t次之后相遇在K点

    那么       指针一  走的路是      t = X + nY + K        ①

                 指针二  走的路是     2t = X + mY+ K       ②          m,n为未知数

    把等式一代入到等式二中, 有

    2X + 2nY + 2K = X + mY + K

    =>   X+K  =  (m-2n)Y    ③

    这就清晰了，X和K的关系是基于Y互补的。等于说，两个指针相遇以后，再往下走X步就回到Cycle的起点了。这就可以有O(n)的实现了。

  • from : http://fisherlei.blogspot.tw/2013/11/leetcode-linked-list-cycle-ii-solution.html
• Code :
  • 　　

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