leetcode--160 intersection of two linked list

本文介绍了一种在O(n)时间内使用O(1)内存寻找两个单链表交点的方法。通过计算两个链表的长度差异,使较长的链表先移动长度差步数,再同时遍历两个链表直至找到首个相同节点。

Write a program to find the node at which the intersection of two singly linked lists begins.

For example, the following two linked lists:

A: a1 → a2

c1 → c2 → c3

B: b1 → b2 → b3
begin to intersect at node c1.

Notes:

If the two linked lists have no intersection at all, return null.
The linked lists must retain their original structure after the function returns.
You may assume there are no cycles anywhere in the entire linked structure.
Your code should preferably run in O(n) time and use only O(1) memory.

一句话总结:寻找并返回两个单链表的交叉会和的节点。
思路:首先想到的就是两个单链表的尾部倒着看,一定是相同的,有一个后进先出的顺序。那么将两个单链表压入栈,比较栈顶,相同,出栈,继续比较,直到两个不同,那么交叉会和的就是上一个点。
但是需要的空间为O(n+m)。
此处需要的是O(1)。
那么先遍历单链表求得长度,让长的链表先走长度差的步数,然后进行每一步对比指针和值,如果都相同的就是。
时间52ms。
代码:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:

    int getLen(ListNode *head)//遍历得到单链表长度
    {

        int len=0;
        ListNode* ptr=head;
        if(head == NULL)
        return len;
        while(ptr != NULL)
        {
            len++;
            ptr = ptr->next;
        }
        return len;
    }

    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        int len1 = getLen(headA);
        int len2 = getLen(headB);
        if(len1==0 || len2 == 0)
        return NULL;
        int diff= (len1 > len2) ? (len1-len2) : (len2-len1);

        ListNode* ptr=NULL;
        ListNode* ptr1=NULL;
        if(len1 > len2)
        {
            ptr = headA;
            ptr1 = headB;
        }
        else
        {
            ptr = headB;
            ptr1 = headA;
        }

        for(int i=0; i < diff ; i++)
        {
            ptr = ptr->next;
        }
        ListNode* ptr2=NULL;
        while(ptr != NULL && ptr1 != NULL  )//从头开始遍历,找到第一个相同的点
        {
            if( ptr->val == ptr1->val && ptr == ptr1)//指针相同并且值相同
            {
                ptr2 = ptr;
                break;
            }
            ptr = ptr->next;
            ptr1 = ptr1->next;
        }
        return ptr2;
    }
};
以下对使用双指针 `p` 和 `q` 遍历链表来求解两个链表相交节点的逻辑和原理进行分析。 ### 代码逻辑 ```cpp /** * 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) { p = p ? p->next : headB; q = q ? q->next : headA; } return p; } }; ``` ### 原理分析 1. **初始化指针**:定义两个指针 `p` 和 `q`,分别指向链表 `A` 和链表 `B` 的头节点。 2. **遍历链表**:使用 `while` 循环,只要 `p` 不等于 `q`,就继续循环。在每次循环中,如果 `p` 不为空,就将 `p` 指向下一个节点;如果 `p` 为空,就将 `p` 指向链表 `B` 的头节点。对于 `q` 指针同理,如果 `q` 不为空,就将 `q` 指向下一个节点;如果 `q` 为空,就将 `q` 指向链表 `A` 的头节点。 3. **找到相交节点**:当 `p` 等于 `q` 时,循环结束,此时 `p`(或 `q`)所指向的节点就是两个链表的相交节点。如果两个链表不相交,那么最终 `p` 和 `q` 都会指向 `nullptr`。 ### 具体解释 - **相交情况**:假设链表 `A` 的长度为 `m`,链表 `B` 的长度为 `n`,两个链表相交部分的长度为 `k`。那么链表 `A` 不相交部分的长度为 `m - k`,链表 `B` 不相交部分的长度为 `n - k`。当 `p` 遍历完链表 `A` 后,会指向链表 `B` 的头节点;当 `q` 遍历完链表 `B` 后,会指向链表 `A` 的头节点。此时,`p` 和 `q` 走过的路程分别为 `m + (n - k)` 和 `n + (m - k)`,由于 `m + (n - k) = n + (m - k)`,所以 `p` 和 `q` 会在相交节点处相遇。 - **不相交情况**:如果两个链表不相交,那么 `p` 和 `q` 会分别遍历完链表 `A` 和链表 `B`,然后同时指向 `nullptr`,此时 `p` 等于 `q`,循环结束,返回 `nullptr`。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O(m + n)$,其中 `m` 和 `n` 分别是两个链表的长度。因为每个指针最多遍历两个链表各一次。 - **空间复杂度**:$O(1)$,只使用了常数级的额外空间。
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