/*
一个链表中包含环，请找出该链表的环的入口结点。
已知的关于环的知识点：
环在末尾
用快慢指针可以判断是否包含环，快慢指针能遇见则包含

如果一个结点不在环上但它的下一个结点在环上，则下一个结点是入口节点
如何判断一个结点在不在环上?
结点在环上的话好判断，因为走一圈还可以再遇到，遇到就返回true
不在环上的话，怎么判断？
在环上走一圈没遇到就结束，认为不在环上，如何判断已经走了一圈？
先找到一个环上的元素，如果遇到该元素两次则证明已经在环上走一圈了
O(n^2)时间复杂度太高

搞这么复杂，还不如直接用一个辅助数组保存遍历过的结点，第一次遇到之前遍历过的结点则为环的入口，也是O(n^2)

剑指offer思路：
快指针比慢指针先走p步，p为环上元素个数，然后两个一起走，等快慢指针相遇的结点就是入口
如何求p，先找到一个环上的元素，顺着环走一圈，统计元素个数，当再次遇到该元素，则统计结束

*/
  class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

class  EntryNodeOfLoop
{
	public static ListNode entryNodeOfLoop(ListNode pHead)
    {
        if (pHead==null)
        {
			return null;
        }

		//寻找环上的一个结点
		ListNode fast=pHead.next;
		ListNode slow=pHead;
		while(fast!=null&&fast!=slow)
		{
			slow=slow.next;
			fast=fast.next;
			if (fast!=null)
			{
				fast=fast.next;
			}
		}
		
		ListNode temp=pHead;
		while (temp.next!=null)
		{
			//一个结点不在环上但它的下一个结点在环上
			if (!isInLoop(temp,fast)&&isInLoop(temp.next,fast))
			{
				return temp.next;
			}
			temp=temp.next;
		}

		return null;
    }

	public static boolean isInLoop(ListNode node, ListNode nodeInLoop)
    {
		ListNode temp=node;
		int count=0;
		while (temp.next!=node)
		{
			//第一次遇到环上的结点
			if (temp.next==nodeInLoop)
			{
				count++;
			}
			//遇到环上的结点不止一次，证明环遍历结束
			if (count>1)
			{
				return false;
			}
			temp=temp.next;
		}
		return true;
	}

	public static ListNode entryNodeOfLoop2(ListNode pHead)
    {
        if (pHead==null)
        {
			return null;
        }

		//寻找环上的一个结点
		ListNode fast=pHead.next;
		ListNode slow=pHead;
		while(fast!=null&&fast!=slow)
		{
			slow=slow.next;
			fast=fast.next;
			if (fast!=null)
			{
				fast=fast.next;
			}
		}
		
		//统计环上结点个数
		int count=1;
		ListNode temp=fast;
		while (temp!=null&&temp.next!=fast)
		{
			count++;
			temp=temp.next;
		}
		
		//fast先走count步
		fast=pHead;
		int i=0;
		while (i<count&&fast!=null)
		{
			fast=fast.next;
			i++;
		}
		
		//fast和slow同时走
		slow=pHead;
		while (fast!=null&&slow!=null)
		{
			if (fast==slow)
			{
				return fast;
			}
			fast=fast.next;
			slow=slow.next;
		}

		return null;
    }

	public static void main(String[] args) 
	{
		ListNode head=new ListNode(0);
		ListNode node1=new ListNode(1);
		ListNode node2=new ListNode(2);
		ListNode node3=new ListNode(3);
		ListNode node4=new ListNode(4);
		ListNode node5=new ListNode(5);

		head.next=node1;
		node1.next=node2;
		node2.next=node3;
		node3.next=node4;
		node4.next=node5;
		node5.next=node2;
		System.out.println(entryNodeOfLoop2(head).val);
	}
}