环形链表 II

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：

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：

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：

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？

1. 相遇时快指针走的路程为F；慢指针走的路程为S；F=2*S；
2. F=L+X+N*R；（N为圈数，R为环的周长）
3. S=L+X；
4. L=N*R-X；当N==1时，L=R-X；所以表头到入口的长度等于相遇点到入口的长度。

/**
 * 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) {
        if(!head)
            return nullptr;

        auto slow=head;
        auto fast=head;
        while(true)
        {
            if(!fast||!fast->next)
                return nullptr;
            
            fast=fast->next->next;
            slow=slow->next;
            if(slow==fast)
                break;
        }

        fast=head;
        while(fast!=slow)
        {
            fast=fast->next;
            slow=slow->next;
        }
        return slow;
    }
};