56 - 链表中环的入口节点

题目：

一个链表中包含环，如何找出环的入口节点？ 例如 1->2->3->4->5->6->(3) ; 的链表中，环的入口及诶到哪是节点 3。

• 首先找到链表中的环：定义2个指针，一个快指针一次走2步，一个慢指针一次走1步，如果2个指针能够相遇，证明有环。
• 统计链表中环的长度：从相遇指针开始，固定 1 个指针，另一个指针从相遇指针走，当2个指针再次相遇时，即走了 1 圈，得到环的长度 len。
• 2个指针指向链表开头，1个指针先走 len 步，另一个指针从头和前一个指针一起走，当 2 个指针相遇时，即是环的入口。

#include <iostream>
using namespace std;
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node(int v, Node* n = NULL):val(v), next(n) {};
};
int GetCircleNodeNums(Node* pHead) {
    if (pHead == NULL)
        return 0;
    // 一快一慢，相遇时，则找到环
    Node* pSlow = pHead;
    Node* pFast = pSlow->next;
    while (pFast != NULL && pSlow != NULL) {
        if (pFast == pSlow)
            break;
        pSlow = pSlow->next;
        if (pFast->next) {
            pFast = pFast->next->next;
        } else {
            break;
        }
    }
    // 固定一个指针，一个指针走，再次相遇时，则是一圈，得到环长度
    int counts = 0;  // 如果 p1, p2 有一个为NULL，则不存在环，返回0
    Node* p1 = pFast, *p2 = pSlow;
    if (p1 == p2 && p1 != NULL) {
        p1 = p1->next;
        counts++;
        while (p1 != p2) {
            p1 = p1->next;
            counts++;
        }
    }
    return counts;
}

Node* FindCircleEntrance(Node* pHead) {
    if (pHead == NULL)
        return NULL;
    int circle_len = GetCircleNodeNums(pHead);
    if (circle_len == 0)
        return NULL; // 没有环
    Node* p1 = pHead, *p2 = pHead;
    // p1 先走一个环的长度
    while (circle_len) {
        p1 = p1->next;
        circle_len--;
    }
    // p1, p2 一起走，相遇时则是环的入口
    while (p1 != p2) {
        p1 = p1->next;
        p2 = p2->next;
    }
    return p1;
}

int main() {
    // 1->2->3->4->5->6->(3)
    Node* pList = NULL;
    Node* pNode1 = new Node(1, NULL);
    Node* pNode2 = new Node(2, NULL);
    Node* pNode3 = new Node(3, NULL);
    Node* pNode4 = new Node(4, NULL);
    Node* pNode5 = new Node(5, NULL);
    Node* pNode6 = new Node(6, NULL);
    pNode1->next = pNode2;
    pNode2->next = pNode3;
    pNode3->next = pNode4;
    pNode4->next = pNode5;
    pNode5->next = pNode6;
    pNode6->next = pNode3;
    pList = pNode1;

    cout << "环的长度 ："<< GetCircleNodeNums(pList) << endl;
    Node* EntranceNode = FindCircleEntrance(pList);
    if (EntranceNode)
        cout << "环的入口节点的值："<< EntranceNode->val << endl;
}

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