题目描述：142. 环形链表 II（中等）

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。

LeetCode做题链接：LeetCode-环形链表 II

示例 1：
在这里插入图片描述

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。

示例 2：
在这里插入图片描述

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：
在这里插入图片描述

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

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

进阶： 你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

题目接口

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        
    }
}

解题思路

参考题解：环形链表 II（双指针法，清晰图解）
遇到这种环相遇的问题，第一时间就考虑快慢指针的方法，如果没接触过这类问题，可以看我另一篇文章：环形链表
下面思路是在你理解了判断链表中是否有环的问题的基础上来说的
思路：
在这里插入图片描述

假设有环，环的长度为b，起始位置到环的起点为a，
slow走1步，fast走2步，第一相遇的时候 f = 2s（slow = s，fast = f），因为fast是slow的两倍嘛
fast 比 slow多走了 n 个环的长度，所以 f = s + nb （快慢指针都走过前面的a步了，重合时，快指针就比慢指针多走n圈）
上面两式相减：s = nb，f = 2nb
有图可知：走a+nb步一定是在环入口，有上式可知：第一次相遇时慢指针已经走了nb步
我们需要再走慢指针再走a步就到环入口，而快指针怎么办？答案是置于head位置，也是再走a步就到环入口
所以可以一起走a步，最终快慢指针相等的位置就是环入口位置了

具体步骤：

先构建一次相遇，慢指针走一步，快指针走两步，如果有环，最终在环中相遇
接着构建第二次相遇，慢指针位置不变，快指针位置置为head（也就是起始位置）
然后快慢指针现在都是同时走一步，直到相遇，相遇的位置就是环的起始结点

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        // 快慢指针都从head开始
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        do {
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return null;
            }
            // 快慢指针的移动
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        } while (slow != fast); // 快慢指针相遇则退出
        // 将快指针置于head（开头），慢指针不变，还是在环中
        fast = head;
        // 快慢指针再次相遇就是环起始节点
        while (fast != slow) {
            // 快慢指针的移动，现在都是一格一格移动（快指针不再移动两个格）
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return fast;
    }
}