160. 相交链表

Posted on Edited on In , ,
转载自Leet Code

题目描述

编写一个程序，找到两个单链表相交的起始节点。 如下面的两个链表：

在节点 c1 开始相交。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3 输出：Reference of the node with value = 8 输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。 从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。 在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

示例 2：

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1 输出：Reference of the node with value = 2 输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。 从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。 在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

示例 3：

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2 输出：null 输入解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。 由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。 解释：这两个链表不相交，因此返回 null。

注意：

  • 如果两个链表没有交点，返回 null.
  • 在返回结果后，两个链表仍须保持原有的结构。
  • 可假定整个链表结构中没有循环。
  • 程序尽量满足 O(n) 时间复杂度，且仅用 O(1) 内存。

我的代码

\(T(M,N) = O(M+N)\), \(S(M,N) = O(M+N)\)

{.line-numbers}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class MySolution160 
{
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) 
    {
        HashSet<ListNode> set = new HashSet();
        ListNode pA = headA; ListNode pB = headB;
        
        while(pA!=null&&pB!=null)
        {
        	if (pA==pB) return pA;
        	else if (!set.contains(pA)&&!set.contains(pB))
        	{
        		set.add(pA);  set.add(pB);
        		pA = pA.next; pB = pB.next;
        	}
        	else if (set.contains(pA))
        		return pA;
        	else return pB;
        }
        
        while(pA!=null)
        {
        	if (!set.contains(pA))
        	{
        		set.add(pA); pA = pA.next;
        	}
        	else return pA;
        }
        while(pB!=null)
        {
        	if (!set.contains(pB))
        	{
        		set.add(pB); pB = pB.next;
        	}
        	else return pB;
        }
        return null;
    }
}

方法：双指针法

\(T(M,N) = O(M+N)\), \(S(M,N) = O(1)\)

创建两个指针pA和pB，分别指向链表A和B的头节点。 然后让它们向后逐结点遍历。

当pA到达链表的尾部时，将它重定位到链表 B 的头结点 (你没看错，就是链表 B); 类似的，pB到达链表的尾部时，将它重定位到链表 A 的头结点。 若在某一时刻 pA 和 pB 相遇，则 pA/pB 为相交结点。

想弄清楚为什么这样可行, 可以考虑以下两个链表: A={1,3,5,7,9,11} 和 B={2,4,9,11}，相交于结点 9。 由于 B.length (=4) < A.length (=6)，pB 比 pA 少经过 2 个结点，会先到达尾部。 将 pB 重定向到 A 的头结点，pA 重定向到 B 的头结点后，pB 要比 pA 多走 2 个结点。因此，它们会同时到达交点。 如果两个链表存在相交，它们末尾的结点必然相同。 因此当 pA/pB 到达链表结尾时，记录下链表 A/B 对应的元素。 若最后元素不相同，则两个链表不相交。 （只用pA和pB各自都交换到B和A处走完一轮就可以了，因为按理来说如果有交叉的话这一轮就能追上）

代码

{.line-numbers}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
class Solution160 
{
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) 
    {
    	ListNode pA = headA; ListNode pB = headB;
        if (pA==null||pB==null) return null; // 注意有任一链表为空时的边界情况
    	
    	while (pA!=null&&pB!=null)
    	{
    		if (pA==pB) return pA;
    		pA = pA.next; pB = pB.next;
    	}
    	if (pA==null) 
    	{
    		pA = headB;
    		while (pB!=null&&pA!=null)
    		{
        		if (pA==pB) return pA;
        		pA = pA.next; pB = pB.next;
    		}
    		if (pB==null) pB=headA;
    		while (pB!=null&&pA!=null)
    		{
    			if (pA==pB) return pA;
    			pA = pA.next; pB = pB.next;
    		}
    	}
    	else if (pB==null) 
    	{
    		pB = headA;
    		while (pA!=null&&pB!=null)
    		{
        		if (pA==pB) return pA;
        		pA = pA.next; pB = pB.next;
    		}
    		if (pA==null) pA=headB;
    		while (pB!=null&&pA!=null)
    		{
    			if (pA==pB) return pA;
    			pA = pA.next; pB = pB.next;
    		}
    	}
    	return null;
    }
}