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* 版 本 號：v1.0                   
* 題目描述：連結串列中環的入口節點
*   	        一個連結串列中包含環，如何找出環的入口節點？例如，下圖中的入口節點是3.
*   		1->2->3->4->5->6
*   			  ^  	   |
*   			  | 	   |
*   			  ----------	   
*   
* 輸入描述：無
* 程式輸出：環中節點數是： 4
*			連結串列中環的入口節點是：3
* 問題分析： 無
* 演算法描述：可以用兩個指標來解決這個問題。先定義兩個指標P1和P2指向連結串列的頭結點。如果連結串列中環有n個結點，
* 			指標P1在連結串列上向前移動n步，然後兩個指標以相同的速度向前移動。當第二個指標指向環的入口結點時，
* 			第一個指標已經圍繞著環走了一圈又回到了入口結點。
*		　　剩下的問題就是如何得到環中結點的數目。我們在面試題15的第二個相關題目時用到了一快一慢的兩個指標。
*			如果兩個指標相遇，表明連結串列中存在環。兩個指標相遇的結點一定是在環中。可以從這個結點出發，
*			一邊繼續向前移動一邊計數，當再次回到這個結點時就可以得到環中結點數了。

* 完成日期：2016-10-13
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package org.marsguo.offerproject56;
	/*
	定義一個節點
	*/
class ListNode{
	int val;
	ListNode next;
	public ListNode(){
		
	}
	public ListNode(int val){
		this.val = val;
	}
	public String toString(){
		return val + "";
	}
}

class SolutionMethod1{
	/*
	找到帶環連結串列的入口節點函式
	@param head:頭節點
	*/
	public ListNode EntryFunction(ListNode head){
		if(head == null){
			return null;
		}
		
		ListNode p1 = head;				//設定兩個指標，使其期初都指向頭節點
		ListNode p2 = head;				//設定兩個指標，使其期初都指向頭節點
		
		/*
		circleNode1和circleNode2都指向環中任意一個節點，通過while迴圈，
		計算出環中所包含的節點數
		circleNode1先固定指向環中一個節點不變，circleNode2依次向後移動，直到
		circleNode1和circleNode2再次相遇，此時circleNode2所走過的節點數即為環中包含的節點數
		*/
		ListNode circleNode1 = CircleNodeFunction(head);			
		ListNode circleNode2 = CircleNodeFunction(head).next;
		int count = 1;				//用於計算環中節點數，從1開始計數
		
		while(circleNode1 != circleNode2){
			count++;
			circleNode2 = circleNode2.next;
		}
		System.out.println("環中節點數是： " + count);				//輸出環中的節點數
		/*
		使用 for迴圈讓p2先走count步，然後再使p1和p2以相同的速度在連結串列上向前移動
		直到他們相遇，則相遇的節點即為環的入口節點
		*/
		for(int i = 0; i < count;i++){
			if(p2.next != null){
				p2 = p2.next;
			}
		}
		
		while(p1 != p2){
			p1 = p1.next;
			p2 = p2.next;
		}
		
		return p1;			//返回環的入口節點
	}
	/*
	判斷環中節點數目，可用於判斷連結串列中是否存在環
	設定兩個指標，一個走的快，一個走的慢，如果兩個指標能夠相遇，則說明連結串列中存在環，
	並且相遇的節點即為環中的一個節點。
	*/
	public ListNode CircleNodeFunction(ListNode head){			//定義ListNode型函式
		if(head == null){
			return null;
		}
		ListNode pFast = head.next.next;
		ListNode pSlow = head.next;
		
		if(pSlow == null){
			return null;
		}
		
		while(pFast != null && pSlow != null){
			if(pFast == pSlow){
				return pFast;
			}
			pSlow = pSlow.next;
			pFast = pFast.next;
			
			if(pFast != null){
				pFast = pFast.next;		//使pFast走的速度比pSlow快，這樣兩個節點便會相遇
			}
		}
		return null;
	}
	
}

public class EntryNodeOfLoop {
	public static void main(String[] args){
		ListNode n1 = new ListNode(1);
		ListNode n2 = new ListNode(2);
		ListNode n3 = new ListNode(3);
		ListNode n4 = new ListNode(4);
		ListNode n5 = new ListNode(5);
		ListNode n6 = new ListNode(6);
		
		n1.next = n2;
		n2.next = n3;
		n3.next = n4;
		n4.next = n5;
		n5.next = n6;
		n6.next = n3;
		 
		SolutionMethod1 solution1 = new SolutionMethod1();
		System.out.println("連結串列中環的入口節點是：" + solution1.EntryFunction(n1));
		
		System.out.println();
	}
}