判断链表是否存在环：环尾节点位置

# 环形链表是一个经典的计算机科学问题，涉及链表数据结构和算法分析。该题目要求检测一个给定的单向链表是否包含环，即是否存在这样的情况：链表中存在一个节点，通过连续遍历`next`指针能够回到之前的节点。这个环可以用一个整数`pos`来表示，它指示链表尾部连接到链表中的位置，当`pos`为-1时，表示链表中没有环。 为了解决这个问题，可以采用两个指针的方法，通常称为快慢指针或龟兔赛跑算法。以下是详细的步骤： 1. **初始化指针**： - 创建两个指针，`slow`（慢指针）和`fast`（快指针），分别指向链表的头节点。 2. **移动指针**： - 慢指针每次移动一步，即`slow = slow->next`。 - 快指针每次移动两步，即`fast = fast->next->next`。 3. **环的判断**： - 如果快指针遇到`nullptr`，说明快指针已经到达了链表的末尾，此时可以检查慢指针是否还在原地（即`slow == fast`），若在，说明链表有环，因为快指针走过的距离是慢指针的两倍，它们在环内相遇；若不在，链表无环。 - 如果快指针未到达链表末尾，即`fast != nullptr`，继续循环，直到快慢指针相遇或快指针到达链表末尾。 4. **确定环的位置**： - 如果链表有环，当快慢指针相遇时，我们可以从相遇点开始，用慢指针重新遍历链表，同时计算两者之间的偏移量，这将为我们找到环的起点。由于快指针每两步就超过慢指针一次，所以偏移量是快指针与慢指针相遇时快指针走过的步数除以2，即`pos = (fast - slow)->val`。由于`fast`和`slow`在环内相遇，它们再次相遇之前会经过环的完整圈数，所以我们可以在相遇后继续让`slow`和`fast`都指向环的起点，并重复上述过程，直到它们再次相遇。 5. **代码实现**： ```cpp class Solution { public: bool hasCycle(ListNode* head) { if (head == nullptr || head->next == nullptr) { return false; } ListNode* slow = head; ListNode* fast = head->next; while (slow != fast) { if (fast == nullptr || fast->next == nullptr) { return false; } slow = slow->next; fast = fast->next->next; } // 环存在，寻找环的起点 ListNode* slow2 = head; while (slow2 != fast) { slow2 = slow2->next; fast = fast->next; } // 返回环的起始位置（根据题目定义，pos可能为-1表示无环） return pos == -1 ? false : true; } }; ``` 这段代码首先判断链表是否为空或只有一个节点，然后通过快慢指针查找环的存在。如果有环，最后返回`pos`值以表示环的起始位置，如果没有环则返回`false`。 环形链表问题是一种基础但实用的数据结构和算法应用，它展示了如何巧妙地利用两个指针的移动速度差异来定位链表中的特定结构。理解并掌握这种技巧对处理其他复杂链表问题也有很大帮助。