两个链表的第一个公共结点

这篇博客探讨了如何找到两个链表的第一个公共结点,提出了四种方法:暴力遍历、让较长链表先走、双指针同步扫描以及使用HashMap。详细分析了每个方法的思路和时间复杂度,并提供了相关测试用例。

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题目描述

输入两个链表,找出它们的第一个公共结点。

公共节点定义:两个节点有相同的地址和value,缺一不可。

所以不能分别new两个节点node1,node2 ,否则 

while(node1!=node2)始终为true,   循环退不出来。

链表定义:

public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

分析:

所谓的公共节点,一定是两个链表共用的节点,不能new一个新的节点出来。

方法一、 第一反应就是采用蛮力的方法:在第一个链表上顺序遍历每个节点,每遍历到一个节点的时候,在第二个链表上顺序遍历每个节点。如果第二个链表上的节点和第一个链表上的节点一样,就说明两个链表在节点上重合,于是就找到了公共的节点。该算法的时间复杂的是 O(m*n)

方法二、从链表的定义可以看出,这两个链表是单链表,<

### 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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