LC 160. 相交链表

题目描述

这是 LeetCode 上的 160. 相交链表 ，难度为 简单。

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。如果两个链表没有交点，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 。

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：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 [5,0,1,8,4,5]。
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：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 [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
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
• 0 <= m, n <= 3 * $10^4$
• 1 <= Node.val <= $10^5$
• 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 + 1] == listB[skipB + 1]

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？

---

朴素解法

一个朴素的做法是两层循环：当遇到第一个相同的节点时说明找到了；全都走完了还没遇到相同，说明不存在交点。

代码：

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode a, ListNode b) {
        for (ListNode h1 = a; h1 != null ; h1 = h1.next) {
            for (ListNode h2 = b; h2 != null ; h2 = h2.next) {
                if (h1.equals(h2)) return h1;
            }
        }
        return null;
    }
}

• 时间复杂度：$O(n * m)$
• 空间复杂度：$O(1)$

---

栈解法

将两条链表分别压入两个栈中，然后循环比较两个栈的栈顶元素，同时记录上一位栈顶元素。

当遇到第一个不同的节点时，结束循环，上一位栈顶元素即是答案。

代码：

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode a, ListNode b) {
        Deque<ListNode> d1 = new ArrayDeque(), d2 = new ArrayDeque();
        while (a != null) {
            d1.addLast(a);
            a = a.next;
        } 
        while (b != null) {
            d2.addLast(b);
            b = b.next;
        }
        ListNode ans = null;
        while (!d1.isEmpty() && !d2.isEmpty() && d1.peekLast().equals(d2.peekLast())) {
            ListNode c1 = d1.pollLast(), c2 = d2.pollLast();
            ans = c1;
        }
        return ans;
    }
}

• 时间复杂度：$O(n + m)$
• 空间复杂度：$O(n + m)$

---

差值解法

先对两条链表扫描一遍，取得两者长度，然后让长的链表先走「两者的长度差值」，然后再同时走，遇到第一个节点即是答案。

代码：

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode a, ListNode b) {
        int c1 = 0, c2 = 0;
        ListNode t1 = a, t2 = b;
        while (t1 != null && ++c1 > 0) t1 = t1.next;
        while (t2 != null && ++c2 > 0) t2 = t2.next;
        int t = Math.abs(c1 - c2);
        while (t-- > 0) {
            if (c1 > c2) a = a.next;
            else b = b.next;
        }
        while (a != null && b != null) {
            if (a.equals(b)) {
                return a;
            } else {
                a = a.next;
                b = b.next;
            }
        }
        return null;
    }
}

• 时间复杂度：$O(n + m)$
• 空间复杂度：$O(1)$

---

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.160 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我建立了相关的仓库：https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。

在仓库地址里，你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。