双指针检测数组、链表、图中的环

问题
Linked List Cycle
Given a linked list, determine if it has a cycle in it.
Follow up: Can you solve it without using extra space?
如何判断一个单链表中有环？
Linked List Cycle II
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?
如何找到环的第一个节点？

分析

假设：链表头是X，环的第一个节点是Y，slow和fast第一次的交点是Z。各段的长度分别是a,b,c，如图所示。环的长度是L。
双指针检测数组、链表、图中的环
第一次相遇时slow走过的距离：a+b，fast走过的距离：a+b+c+b。
1.因为fast的速度是slow的两倍，所以fast走的距离是slow的两倍，有 2(a+b) = a+b+c+b，可以得到a=c（这个结论很重要！）。
我们发现L=b+c=a+b，也就是说，从一开始到二者第一次相遇，循环的次数就等于环的长度。
代码：

public static ListNode detectCycle(ListNode head) {
    ListNode slow = head;
    ListNode fast = head;

    while (true) {
        if (fast == null || fast.next == null) {
            return null;    //遇到null了，说明不存在环
        }
        slow = slow.next;
        fast = fast.next.next;
        if (fast == slow) {
            break;    //第一次相遇在Z点
        }
    }
    //slow从头开始走，再次相遇位置即为环起点
    slow = head;   
    while (slow != fast) {   
        slow = slow.next;
        fast = fast.next;
    }
    return slow;
}
循环部分也可以这么写：
while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if (slow == fast) break;
        }
        //交点位置为null或者最后一个节点表示无环
 if (fast == null || fast.next == null) return null;

我们已经得到了结论a=c，那么让两个指针分别从X和Z开始走，每次走一步，那么正好会在Y相遇！也就是环的第一个节点。
在上一个问题的最后，将c段中Y点之前的那个节点与Y的链接切断即可。
如何判断两个单链表是否有交点？一个链表a->b->c->b，另一个链表c->b->a->b, 如果相遇在null前则返回节点。

//Leetcode 160
public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode a = headA, b = headB;
        
        if(headA == null || headB == null) return null;
        
        while(a != b){
            a = a == null ? headB : a.next;
            b = b == null ? headA : b.next;
        }
        return a;
    }

这么写也可以

ListNode a = headA, b = headB;
        
        while(a != b ){
            a = a == null ? headB : a.next;
            b = b == null ? headA : b.next;
        }
        if(a == null || b == null) return null;
        return a;

双指针检测数组、链表、图中的环

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