142. 环形链表 II - 使用快慢指针判断环的存在

两知识点：

• 判断链表是否环
• 如果有环，如何找到这个环的入口

题目描述

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。 

• 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

代码

思路知识点

原文参考 。

• 判断链表是否有环

可以使用快慢指针法，分别定义 fast 和 slow 指针，从头结点出发，fast指针每次移动两个节点，slow指针每次移动一个节点，如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ，说明这个链表有环。 为什么fast 走两个节点，slow走一个节点，有环的话，一定会在环内相遇呢，而不是永远的错开呢? 首先第一点：fast指针一定先进入环中，如果fast指针和slow指针相遇的话，一定是在环中相遇，这是毋庸置疑的。 那么来看一下，为什么fast指针和slow指针一定会相遇呢？ 可以画一个环，然后让 fast指针在任意一个节点开始追赶slow指针。 会发现最终都是这种情况， 如下图：

fast和slow各自再走一步， fast和slow就相遇了 这是因为fast是走两步，slow是走一步，其实相对于slow来说，fast是一个节点一个节点的靠近slow的，所以fast一定可以和slow重合。 动画如下：

• 如果有环，如何找到这个环的入口 从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。

• python代码

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# @lc code=start
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        h1 = ListNode(next = head)

        slow = head
        quick = head
        while quick != None and quick.next !=None:
            slow = slow.next
            quick = quick.next.next
            if slow ==quick:
                l1 = quick
                l2 = head
                while l1 != l2:
                    l1=l1.next
                    l2=l2.next
                return l2        

        return None