链表篇: 04-寻找两个链表的第一个公共结点

解题思路:

方案一:长度统计法

从题目中可以看到,两个链表有长度差,这里可以先让长度比较长的链表先把长度差走完,这里假设为 pHead1, 先让 pHead1 把长度差走完,之后让两个链表同时往后进行遍历,最后当两个链表的值相等时,就直接返回

import java.util.*;
/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindFirstCommonNode(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
       // 方案一 长度统计法
       pHead1 = this.getNode(pHead1,pHead2);
        return pHead1;
    }/**
      长度统计法
      长度统计法的思路就是
      让两个链表分别走,长度差
      然后在判断两个链表的节点是否相等?
      如果相等 则直接返回
     */
    public ListNode getLengthSum(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
        int p1 = this.getLength(pHead1);
        int p2 = this.getLength(pHead2);
        if (p1 > p2) {
            for (int i = 0; i < p1 - p2; i++) pHead1 = pHead1.next;

        } else {
            for (int i = 0; i < p2 - p1; i++) pHead2 = pHead2.next;
        }
        while ((pHead1 != null) && (pHead2 != null) && (pHead1.val != pHead2.val)) {
            pHead1 = pHead1.next;
            pHead2  = pHead2.next;
        }
        return pHead1;
    }
    /**
        获取链表的长度
     */
    public int getLength(ListNode pHead) {
        int n = 0;
        while (pHead != null) {
            pHead = pHead.next;
            n++;
        }
        return n;
    }

}

方案二:双指针连接法

第二种方案是,需要两个指针 p1,p2 先去让p1 遍历 pHead1,让 p2遍历 pHead2,当p1遍历完毕之后重新遍历pHead2,反之 p2 则取遍历 pHead1 然后,当两个遍历再某个节点时,遇到了相同的值,那么后续的节点就是链表的相同部分。

这里假设 pHead1的长度是 x, pHead2的长度是 y。 公共部分部分的长度是 z。那么 p1,p2走过的长度都是 x+y+z ,所一定会在某个地方值是一样的。此时这个节点就是第一个公共节点。

import java.util.*;
/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindFirstCommonNode(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
        // 方案一 双指针连接法
       // pHead1 = this.getNode(pHead1, pHead2);
        return pHead1;
    }
    /**
        双指针连接法
     */
    public ListNode getNode(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
        if (pHead1 == null || pHead2 == null) {
            return null;
        }
        ListNode p1 = pHead1;
        ListNode p2 = pHead2;
        while (p1 != p2) {
            p1 = p1 == null ? pHead2 : p1.next;
            p2 = p2 == null ? pHead1 : p2.next;
        }
        return p1;
    }
}

### 找到两个链表第一个公共节点 #### 方法一:哈希集合 (基于引用[^1]) 通过使用 `Map` 或者 `Set` 数据结构来存储其中一个链表的所有节点。随后遍历另一个链表,检查当前节点是否已经存在于集合中。如果存在,则该节点即为两链表第一个公共节点。 这种方法的时间复杂度为 \(O(m+n)\),其中 \(m\) 和 \(n\) 是两条链表的长度;空间复杂度为 \(O(m)\) 或 \(O(n)\),取决于哪个链表被存入集合中。 ```python def getIntersectionNode(headA, headB): nodes_in_B = set() current_node = headB while current_node is not None: nodes_in_B.add(current_node) current_node = current_node.next current_node = headA while current_node is not None: if current_node in nodes_in_B: return current_node current_node = current_node.next return None ``` --- #### 方法二:双指针法 (基于引用[^2]) 定义两个指针分别指向两个链表头结点。每次移动一步,当到达链表末端时,跳转至另一条链表头部继续前进。这样可以消除两者之间的长度差,在第二次相遇处即是第一个公共节点。 此方法时间复杂度同样为 \(O(m+n)\),而空间复杂度降为了 \(O(1)\)。 ```python def getIntersectionNode(headA, headB): pointerA, pointerB = headA, headB while pointerA != pointerB: pointerA = headB if pointerA is None else pointerA.next pointerB = headA if pointerB is None else pointerB.next return pointerA # 返回值可能是公共节点或者None ``` --- #### 方法三:计算长度差异并调整起始位置 先遍历两条链表得到它们各自的长度,并求出差值。让较长的那个链表先行走这个差距步数后再同步逐一遍历比较各对应节点直至发现相等为止。 这种方式也实现了线性时间和常量级额外内存消耗的目标。 ```python def length(node): count = 0 while node: count += 1 node = node.next return count def getIntersectionNode(headA, headB): lenA, lenB = length(headA), length(headB) shorter = headA if lenA < lenB else headB longer = headB if lenA < lenB else headA diff = abs(lenA - lenB) for _ in range(diff): longer = longer.next while shorter and longer: if shorter == longer: return shorter shorter = shorter.next longer = longer.next return None ``` ---
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