[C题目]力扣142. 环形链表 II

142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）

思路：利用快慢指针，构建等式，寻找规律。

1、创建指针slow和fast从head同时出发，slow一步走1个结点，fast一步走2个结点。

因为fast比slow快，当slow到达入环结点时，他们在环内之间的距离是每走一步就会缩短1结点，所以一定会相遇重合。

2、设head结点到入环结点需要走L个结点。

3、设环共有C个结点。

当slow入环时，fast可能在环的任意位置，此时fast如果在入环结点的前一个位置时，是slow与fast要在环内相遇，走的距离最远的情况，此时fast要追上slow需要走C-1步，slow自然也就走C-1个结点，slow一定是在环内走完一圈之前与fast相遇的。

4、设slow入环后，再走X个结点就会在meet结点处与fast相遇重合。

5、当slow从head到达入环结点时，fast已经在环内走了L个结点，fast有可能一圈都没有走完，也有可能走了好几圈，这取决于圈的大小。我们可以确定的是：fast与slow相遇时，一定在环内走了超过一圈以上的。

6、设fast与slow相遇时，已经在环内完整地走了N圈（N>=1），再算上超过整圈的部分X和未入环时的L，那么fast从head开始到与slow相遇时，总走了L+N*C+X个结点。

7、因为fast的速度时slow的两倍，所以fast走的节点数也可以用2L+2X表示。

8、构建等式：L+N*C+X==2L+2X，得到L==N*C-X。

9、创建两个指针cur1=head和cur2=meet。上一条的结论公式中，L理解为cur1走L个结点，N*C-X理解为cur2走N*C个结点再"退"X个结点，他们将会在入环结点处相遇重合。

//判断链表是否为环,如果是环，则返回快慢指针重合的结点。如果不是环，则返回NULL。
struct ListNode* JudgeLoop(struct ListNode *head)
{
    struct ListNode* slow=head;
    struct ListNode* fast=head;
    while(fast&&fast->next)
    {
        fast=fast->next->next;
        slow=slow->next;
        if(fast==slow)
            return fast;
    } 
    return NULL;
}

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) 
{
    struct ListNode* meet=JudgeLoop(head);
    //meet不为NULL，说明有环。
    if(meet)
    {
        struct ListNode* cur1=head;
        struct ListNode* cur2=meet;
        while(cur1!=cur2)//每一步都走一个结点，推理可知一定会入环结点处相遇。
        {
            cur1=cur1->next;
            cur2=cur2->next;
        }
        return cur1;
    }
    else
    {
        return NULL;
    }
}