LeetCode160相交链表

题目描述

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
listA - 第一个链表
listB - 第二个链表
skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at '8'
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 [5,6,1,8,4,5]。
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 = [1,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'
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 [1,9,1,2,4]，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
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。
这两个链表不相交，因此返回 null 。
 

提示：

listA 中节点数目为 m
listB 中节点数目为 n
1 <= m, n <= 3 * 104
1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m
0 <= skipB <= n
如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA] == listB[skipB]
 

进阶：你能否设计一个时间复杂度 O(n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

思路

一)简单的思路:创建一个hash_set,然后遍历一遍headA链表,emplace进去所有的元素,然后遍历一遍headB链表,如果set.find(headB)!=set.end,直接返回headB即可,但是这种思路花费的时间复杂度比较高.

class Solution {
public:
    ListNode* getIntersectionNode(ListNode* headA, ListNode* headB) {
        unordered_set<ListNode*> set;
        while (headA||headB) {
            if (set.find(headA) != set.end()) {
                return headA;
            }
            if (set.find(headB) != set.end()) {
                return headB;
            }
            if (headA) {
                set.emplace(headA);
                headA = headA->next;
            }
            if (headB) {                    //2,2,4,5,4   2,2,4,5,4   相交节点为第一个'4',所以必须在B的判断逻辑处加上一个逻辑判断
                if (set.find(headB) != set.end()) {
                    return headB;
                }
                set.emplace(headB);
                headB = headB->next;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

二) 第二种思路就十分不好想了,特此记录:我们令两个指针遍历两条链表各一次,当前指针第一次遍历完本链表,我们令当前指针指向另一条链表头部,下面给出证明:

1.两个链表不相交,A长度为m,B长度为n,指针指向null时交换节点,最后两个指针走的路程是一样的---   都是m+n的距离,最后都是NULL

2.两个指针相交,假设相交之前A链表节点的数量是a,    B链表节点的数量是b,相交到结尾的节点的数量是c

①这里以a>b为例,两个节点在遍历自己的第一条链表时不会相遇,但是当两个指针全部交换之后,两个节点走过的路程都是a+c+b    //第一个指针走的为a+c+b    第二个节点走的为b+c+a!   很好理解!但是不好想出来....

②a=b,两个指针甚至都不用先遍历就直接相遇了,我们的终止条件就是while(p!=q)     //p是初始化指向A的指针,q是初始化指向B的指针

代码:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
   
    ListNode* getIntersectionNode(ListNode* headA, ListNode* headB) {
        ListNode* p = headA;
        ListNode* q = headB;
        while (p != q) {
            if (p) p = p->next;
            else p = headB;
            if (q)   q = q->next;
            else q = headA;
        }
        return p;
    }
};