package top100liked

import (
	"fmt"
	"testing"
)

// https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/?envType=study-plan-v2&envId=top-100-liked

type ListNode struct {
	Val  int
	Next *ListNode
}

// 哈希表
// func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
// 	_map := make(map[*ListNode]bool)
// 	for head != nil {
// 		if _map[head] {
// 			return head
// 		}
// 		_map[head] = true
// 		head = head.Next
// 	}
// 	return nil
// }

// 快慢指针法
// 核心推导如下：
//
// 设定变量
//
// • a = 头节点到入环点的距离
// • b = 入环点到相遇点的距离
// • c = 相遇点回到入环点的距离（环长 = b + c）
//
// 推导
//
// 相遇时：
//
// • slow 走了 a + b
// • fast 走了 a + b + n(b + c)（多走了 n 整圈）
// • 因为 fast 速度是 slow 的 2 倍：2(a + b) = a + b + n(b + c)
//
// 化简得：
//
// a + b = n(b + c)
//
//	a = n(b + c) - b
//	a = (n-1)(b + c) + c
//
// 等式的含义
//
// a = (n-1)(b + c) + c 意味着：
// 从头节点走 a 步 = 从相遇点走 (n-1) 整圈 + 再走 c 步
// 而 c 步恰好就是从相遇点回到入环点的距离。
//
// 所以
//
// • ptr 从头出发，走 a 步到达入环点
// • slow 从相遇点出发，走 (n-1) 圈 + c 步，也到达入环点
// • 两者速度相同、同时出发，必然在入环点相遇
//
// 这就是为什么不需要知道 a、b、c 的具体值，只需要让两个指针同速走，就能找到入口。
func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
	slow, fast := head, head
	for fast != nil {
		slow = slow.Next
		if fast.Next == nil {
			return nil
		}
		fast = fast.Next.Next
		if fast == slow {
			p := head
			for p != slow {
				p = p.Next
				slow = slow.Next
			}
			return p
		}
	}
	return nil
}

func Test(t *testing.T) {
	input := &ListNode{
		Val: 3,
		Next: &ListNode{
			Val: 2,
			Next: &ListNode{
				Val: 0,
				Next: &ListNode{
					Val:  -4,
					Next: nil,
				},
			},
		},
	}
	input.Next.Next.Next.Next = input.Next
	fmt.Println(detectCycle(input))
}