2.5 快慢指针

# 2.5 快慢指针

## [142. Linked List Cycle II](https://leetcode.com/problems/linked-list-cycle-ii/)

### 题目描述

给定一个链表，如果有环路，找出环路的开始点。

### 输入输出样例

输入是一个链表，输出是链表的一个节点。如果没有环路，返回一个空指针。  
在这个样例中，值为 2 的节点即为环路的开始点。  
如果没有特殊说明，LeetCode 采用如下的数据结构表示链表。

![alt](https://assets.leetcode.com/uploads/2018/12/07/circularlinkedlist.png)

```py
class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None # or a ListNode
```

### 题解

对于链表找环路的问题，有一个通用的解法——快慢指针（Floyd 判圈法）。给定两个指针，分别命名为 slow 和 fast，起始位置在链表的开头。每次 fast 前进两步，slow 前进一步。如果 fast
可以走到尽头，那么说明没有环路；如果 fast 可以无限走下去，那么说明一定有环路，且一定存在一个时刻 slow 和 fast 相遇。当 slow 和 fast 第一次相遇时，我们将 fast 重新移动到链表开头，并
让 slow 和 fast 每次都前进一步。当 slow 和 fast 第二次相遇时，相遇的节点即为环路的开始点。

对于某些只需要判断是否存在环路的题目，也可以通过建造哈希表来查重。

```py
def detectCycle(head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
    slow = head
    fast = head
    is_first_cycle = True
    # 检查环路。
    while fast != slow or is_first_cycle:
        if fast is None or fast.next is None:
            return None
        fast = fast.next.next
        slow = slow.next
        is_first_cycle = False
    # 寻找节点。
    fast = head
    while fast != slow:
        fast = fast.next
        slow = slow.next
    return fast
```