链表的面试题

【正文】

这份笔记整理了整整一个星期，每一行代码都是自己默写完成，并测试运行成功，同时也回顾了一下《剑指offer》这本书中和链表有关的讲解，希望对笔试和面试有所帮助。OMG!

 

本文包含链表的以下内容：

　　1、单链表的创建和遍历

　　2、求单链表中节点的个数

　　3、查找单链表中的倒数第k个结点（剑指offer，题15）

　　4、查找单链表中的中间结点

　　5、合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序【出现频率高】（剑指offer，题17）

　　6、单链表的反转【出现频率最高】（剑指offer，题16）

　　7、从尾到头打印单链表（剑指offer，题5）

　　8、判断单链表是否有环

　　9、取出有环链表中，环的长度

　　10、单链表中，取出环的起始点（剑指offer，题56）。本题需利用上面的第8题和第9题。

　　11、判断两个单链表相交的第一个交点（剑指offer，题37）

 

此外，《剑指offer》中还有如下和链表相关的题目暂时还没有收录：（以后再收录）

剑指offer，题13：在O(1)时间删除链表结点

剑指offer，题26：复杂链表的复制

剑指offer，题45：圆圈中最后剩下的数字

剑指offer，题57：删除链表中

 

1、单链表的创建和遍历：

 1 public class LinkList {
 2     public Node head;  3 public Node current;  4  5 //方法：向链表中添加数据  6 public void add(int data) {  7 //判断链表为空的时候  8 if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  9 head = new Node(data); 10 current = head; 11 } else { 12 //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联） 13 current.next = new Node(data); 14 //把链表的当前索引向后移动一位 15 current = current.next; //此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点 16  } 17  } 18 19 //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历 20 public void print(Node node) { 21 if (node == null) { 22 return; 23  } 24 25 current = node; 26 while (current != null) { 27  System.out.println(current.data); 28 current = current.next; 29  } 30  } 31 32 33 class Node { 34 //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 35 int data; //数据域 36 Node next;//指针域 37 38 public Node(int data) { 39 this.data = data; 40  } 41  } 42 43 44 public static void main(String[] args) { 45 LinkList list = new LinkList(); 46 //向LinkList中添加数据 47 for (int i = 0; i < 10; i++) { 48  list.add(i); 49  } 50 51 list.print(list.head);// 从head节点开始遍历输出 52  } 53 54 }

上方代码中，这里面的Node节点采用的是内部类来表示（33行）。使用内部类的最大好处是可以和外部类进行私有操作的互相访问。

注：内部类访问的特点是：内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有；外部类要访问内部类的成员，必须先创建对象。

为了方便添加和遍历的操作，在LinkList类中添加一个成员变量current，用来表示当前节点的索引（03行）。

这里面的遍历链表的方法（20行）中，参数node表示从node节点开始遍历，不一定要从head节点遍历。

 

2、求单链表中节点的个数：

　　注意检查链表是否为空。时间复杂度为O（n）。这个比较简单。

核心代码：

 1     //方法：获取单链表的长度
 2     public int getLength(Node head) {  3 if (head == null) {  4 return 0;  5  }  6  7 int length = 0;  8 Node current = head;  9 while (current != null) { 10 length++; 11 current = current.next; 12  } 13 14 return length; 15 }

 

3、查找单链表中的倒数第k个结点：

3.1  普通思路：

先将整个链表从头到尾遍历一次，计算出链表的长度size，得到链表的长度之后，就好办了，直接输出第(size-k)个节点就可以了（注意链表为空，k为0，k为1，k大于链表中节点个数时的情况

）。时间复杂度为O（n），大概思路如下：

 1 public int findLastNode(int index) {  //index代表的是倒数第index的那个结点  2  3 //第一次遍历，得到链表的长度size  4 if (head == null) {  5 return -1;  6  }  7  8 current = head;  9 while (current != null) { 10 size++; 11 current = current.next; 12  } 13 14 //第二次遍历，输出倒数第index个结点的数据 15 current = head; 16 for (int i = 0; i < size - index; i++) { 17 current = current.next; 18  } 19 20 return current.data; 21 }

如果面试官不允许你遍历链表的长度，该怎么做呢？接下来就是。

 

3.2  改进思路：（这种思路在其他题目中也有应用）

     这里需要声明两个指针：即两个结点型的变量first和second，首先让first和second都指向第一个结点，然后让second结点往后挪k-1个位置，此时first和second就间隔了k-1个位置，然后整体向后移动这两个节点，直到second节点走到最后一个结点的时候，此时first节点所指向的位置就是倒数第k个节点的位置。时间复杂度为O（n）

代码实现：（初版）

 1 public Node findLastNode(Node head, int index) {
 2 
 3 if (node == null) {  4 return null;  5  }  6  7 Node first = head;  8 Node second = head;  9 10 //让second结点往后挪index个位置 11 for (int i = 0; i < index; i++) { 12 second = second.next; 13  } 14 15 //让first和second结点整体向后移动，直到second结点为Null 16 while (second != null) { 17 first = first.next; 18 second = second.next; 19  } 20 21 //当second结点为空的时候，此时first指向的结点就是我们要找的结点 22 return first; 23 }

 代码实现：（最终版）（考虑k大于链表中结点个数时的情况时，抛出异常）

上面的代码中，看似已经实现了功能，其实还不够健壮:

　　要注意k等于0的情况；

　　如果k大于链表中节点个数时，就会报空指针异常，所以这里需要做一下判断。

核心代码如下：

 1     public Node findLastNode(Node head, int k) {
 2         if (k == 0 || head == null) {  3 return null;  4  }  5  6 Node first = head;  7 Node second = head;  8  9 //让second结点往后挪k-1个位置 10 for (int i = 0; i < k - 1; i++) { 11 System.out.println("i的值是" + i); 12 second = second.next; 13 if (second == null) { //说明k的值已经大于链表的长度了 14 //throw new NullPointerException("链表的长度小于" + k); //我们自己抛出异常，给用户以提示 15 return null; 16  } 17  } 18 19 //让first和second结点整体向后移动，直到second走到最后一个结点 20 while (second.next != null) { 21 first = first.next; 22 second = second.next; 23  } 24 25 //当second结点走到最后一个节点的时候，此时first指向的结点就是我们要找的结点 26 return first; 27 }

 

4、查找单链表中的中间结点：

同样，面试官不允许你算出链表的长度，该怎么做呢？

思路：

    和上面的第2节一样，也是设置两个指针first和second，只不过这里是，两个指针同时向前走，second指针每次走两步，first指针每次走一步，直到second指针走到最后一个结点时，此时first指针所指的结点就是中间结点。注意链表为空，链表结点个数为1和2的情况。时间复杂度为O（n）。

代码实现：

 1     //方法：查找链表的中间结点
 2     public Node findMidNode(Node head) {  3  4 if (head == null) {  5 return null;  6  }  7  8 Node first = head;  9 Node second = head; 10 //每次移动时，让second结点移动两位，first结点移动一位 11 while (second != null && second.next != null) { 12 first = first.next; 13 second = second.next.next; 14  } 15 16 //直到second结点移动到null时，此时first指针指向的位置就是中间结点的位置 17 return first; 18 }

上方代码中，当n为偶数时，得到的中间结点是第n/2 + 1个结点。比如链表有6个节点时，得到的是第4个节点。

 

5、合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序：

    这道题经常被各公司考察。

例如：

链表1：

　　1->2->3->4

链表2：

　　2->3->4->5

合并后：

　　1->2->2->3->3->4->4->5

解题思路：

　　挨着比较链表1和链表2。

　　这个类似于归并排序。尤其要注意两个链表都为空、和其中一个为空的情况。只需要O (1) 的空间。时间复杂度为O (max(len1,len2))

代码实现：

 1     //两个参数代表的是两个链表的头结点
 2     public Node mergeLinkList(Node head1, Node head2) {  3  4 if (head1 == null && head2 == null) { //如果两个链表都为空  5 return null;  6  }  7 if (head1 == null) {  8 return head2;  9  } 10 if (head2 == null) { 11 return head1; 12  } 13 14 Node head; //新链表的头结点 15 Node current; //current结点指向新链表 16 17 // 一开始，我们让current结点指向head1和head2中较小的数据，得到head结点 18 if (head1.data < head2.data) { 19 head = head1; 20 current = head1; 21 head1 = head1.next; 22 } else { 23 head = head2; 24 current = head2; 25 head2 = head2.next; 26  } 27 28 while (head1 != null && head2 != null) { 29 if (head1.data < head2.data) { 30 current.next = head1; //新链表中，current指针的下一个结点对应较小的那个数据 31 current = current.next; //current指针下移 32 head1 = head1.next; 33 } else { 34 current.next = head2; 35 current = current.next; 36 head2 = head2.next; 37  } 38  } 39 40 //合并剩余的元素 41 if (head1 != null) { //说明链表2遍历完了，是空的 42 current.next = head1; 43  } 44 45 if (head2 != null) { //说明链表1遍历完了，是空的 46 current.next = head2; 47  } 48 49 return head; 50 }

 代码测试：

 1     public static void main(String[] args) {
 2 LinkList list1 = new LinkList();  3 LinkList list2 = new LinkList();  4 //向LinkList中添加数据  5 for (int i = 0; i < 4; i++) {  6  list1.add(i);  7  }  8  9 for (int i = 3; i < 8; i++) { 10  list2.add(i); 11  } 12 13 LinkList list3 = new LinkList(); 14 list3.head = list3.mergeLinkList(list1.head, list2.head); //将list1和list2合并，存放到list3中 15 16 list3.print(list3.head);// 从head节点开始遍历输出 17 }

 上方代码中用到的add方法和print方法和第1小节中是一致的。

运行效果：

注：《剑指offer》中是用递归解决的，感觉有点难理解。

 

6、单链表的反转：【出现频率最高】

例如链表：

　　1->2->3->4

反转之后：

　　4->3->2->1

思路：

　　从头到尾遍历原链表，每遍历一个结点，将其摘下放在新链表的最前端。注意链表为空和只有一个结点的情况。时间复杂度为O（n） 

方法1：（遍历）

 1     //方法：链表的反转
 2     public Node reverseList(Node head) {  3  4 //如果链表为空或者只有一个节点，无需反转，直接返回原链表的头结点  5 if (head == null || head.next == null) {  6 return head;  7  }  8  9 Node current = head; 10 Node next = null; //定义当前结点的下一个结点 11 Node reverseHead = null; //反转后新链表的表头 12 13 while (current != null) { 14 next = current.next; //暂时保存住当前结点的下一个结点，因为下一次要用 15 16 current.next = reverseHead; //将current的下一个结点指向新链表的头结点 17 reverseHead = current;  18 19 current = next; // 操作结束后，current节点后移 20  } 21 22 return reverseHead; 23 }

上方代码中，核心代码是第16、17行。

方法2：（递归）

这个方法有点难，先不讲了。

 

7、从尾到头打印单链表：

　　对于这种颠倒顺序的问题，我们应该就会想到栈，后进先出。所以，这一题要么自己使用栈，要么让系统使用栈，也就是递归。注意链表为空的情况。时间复杂度为O（n）

　　注：不要想着先将单链表反转，然后遍历输出，这样会破坏链表的结构，不建议。

方法1：（自己新建一个栈）

 1     //方法：从尾到头打印单链表
 2     public void reversePrint(Node head) {  3  4 if (head == null) {  5 return;  6  }  7  8 Stack stack = new Stack(); //新建一个栈  9 Node current = head; 10 11 //将链表的所有结点压栈 12 while (current != null) {- 13 stack.push(current); //将当前结点压栈 14 current = current.next; 15  } 16 17 //将栈中的结点打印输出即可 18 while (stack.size() > 0) { 19 System.out.println(stack.pop().data); //出栈操作 20  } 21 }

方法2：（使用系统的栈：递归，代码优雅简洁）

1     public void reversePrint(Node head) {
2 
3 4 if (head == null) { 5 return; 6  } 7  reversePrint(head.next); 8  System.out.println(head.data); 9 }

总结：方法2是基于递归实现的，戴安看起来简洁优雅，但有个问题：当链表很长的时候，就会导致方法调用的层级很深，有可能造成栈溢出。而方法1的显式用栈，是基于循环实现的，代码的鲁棒性要更好一些。

 

8、判断单链表是否有环：

　　这里也是用到两个指针，如果一个链表有环，那么用一个指针去遍历，是永远走不到头的。

　　因此，我们用两个指针去遍历：first指针每次走一步，second指针每次走两步，如果first指针和second指针相遇，说明有环。时间复杂度为O (n)。

方法：

 1     //方法：判断单链表是否有环
 2     public boolean hasCycle(Node head) {  3  4 if (head == null) {  5 return false;  6  }  7  8 Node first = head;  9 Node second = head; 10 11 while (second != null) { 12 first = first.next; //first指针走一步 13 second = second.next.next; second指针走两步 14 15 if (first == second) { //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的 16 return true; 17  } 18  } 19 20 return false; 21 }

完整版代码：（包含测试部分） 

这里，我们还需要加一个重载的add(Node node)方法，在创建单向循环链表时要用到。

LinkList.java:

 1 public class LinkList {
 2     public Node head;  3 public Node current;  4  5 //方法：向链表中添加数据  6 public void add(int data) {  7 //判断链表为空的时候  8 if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  9 head = new Node(data); 10 current = head; 11 } else { 12 //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联） 13 current.next = new Node(data); 14 //把链表的当前索引向后移动一位 15 current = current.next; 16  } 17  } 18 19 20 //方法重载：向链表中添加结点 21 public void add(Node node) { 22 if (node == null) { 23 return; 24  } 25 26 if (head == null) { 27 head = node; 28 current = head; 29 } else { 30 current.next = node; 31 current = current.next; 32  } 33  } 34 35 36 //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历 37 public void print(Node node) { 38 if (node == null) { 39 return; 40  } 41 42 current = node; 43 while (current != null) { 44  System.out.println(current.data); 45 current = current.next; 46  } 47  } 48 49 //方法：检测单链表是否有环 50 public boolean hasCycle(Node head) { 51 52 if (head == null) { 53 return false; 54  } 55 56 Node first = head; 57 Node second = head; 58 59 while (second != null) { 60 first = first.next; //first指针走一步 61 second = second.next.next; //second指针走两步 62 63 if (first == second) { //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的 64 return true; 65  } 66  } 67 68 return false; 69  } 70 71 class Node { 72 //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 73 int data; //数据域 74 Node next;//指针域 75 76 public Node(int data) { 77 this.data = data; 78 } 79 } 80 81 public static void main(String[] args) { 82 LinkList list = new LinkList(); 83 //向LinkList中添加数据 84 for (int i = 0; i < 4; i++) { 85 list.add(i); 86 } 87 88 list.add(list.head); //将头结点添加到链表当中，于是，单链表就有环了。备注：此时得到的这个环的结构，是下面的第8小节中图1的那种结构。 89 90 System.out.println(list.hasCycle(list.head)); 91 } 92 }

检测单链表是否有环的代码是第50行。

88行：我们将头结点继续往链表中添加，此时单链表就环了。最终运行效果为true。

如果删掉了88行代码，此时单链表没有环，运行效果为false。

 

9、取出有环链表中，环的长度：

我们平时碰到的有环链表是下面的这种：（图1）

上图中环的长度是4。

但有可能也是下面的这种：（图2）

此时，上图中环的长度就是3了。

那怎么求出环的长度呢？

思路：

    这里面，我们需要先利用上面的第7小节中的hasCycle方法（判断链表是否有环的那个方法），这个方法的返回值是boolean型，但是现在要把这个方法稍做修改，让其返回值为相遇的那个结点。然后，我们拿到这个相遇的结点就好办了，这个结点肯定是在环里嘛，我们可以让这个结点对应的指针一直往下走，直到它回到原点，就可以算出环的长度了。

方法：

 1     //方法：判断单链表是否有环。返回的结点是相遇的那个结点
 2     public Node hasCycle(Node head) {  3  4 if (head == null) {  5 return null;  6  }  7  8 Node first = head;  9 Node second = head; 10 11 while (second != null) { 12 first = first.next; 13 second = second.next.next; 14 15 if (first == second) { //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的 16 return first; //将相遇的那个结点进行返回 17  } 18  } 19 20 return null; 21  } 22 23 //方法：有环链表中，获取环的长度。参数node代表的是相遇的那个结点 24 public int getCycleLength(Node node) { 25 26 if (head == null) { 27 return 0; 28  } 29 30 Node current = node; 31 int length = 0; 32 33 while (current != null) { 34 current = current.next; 35 length++; 36 if (current == node) { //当current结点走到原点的时候 37 return length; 38  } 39  } 40 41 return length; 42 }

完整版代码：（包含测试部分）

  1 public class LinkList {
  2     public Node head;  3 public Node current;  4  5 public int size;  6  7 //方法：向链表中添加数据  8 public void add(int data) {  9 //判断链表为空的时候  10 if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  11 head = new Node(data);  12 current = head;  13 } else {  14 //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联）  15 current.next = new Node(data);  16 //把链表的当前索引向后移动一位  17 current = current.next; //此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点  18  }  19  }  20  21  22 //方法重载：向链表中添加结点  23 public void add(Node node) {  24 if (node == null) {  25 return;  26  }  27 if (head == null) {  28 head = node;  29 current = head;  30 } else {  31 current.next = node;  32 current = current.next;  33  }  34  }  35  36  37 //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历  38 public void print(Node node) {  39 if (node == null) {  40 return;  41  }  42  43 current = node;  44 while (current != null) {  45  System.out.println(current.data);  46 current = current.next;  47  }  48  }  49  50 //方法：判断单链表是否有环。返回的结点是相遇的那个结点  51 public Node hasCycle(Node head) {  52  53 if (head == null) {  54 return null;  55  }  56  57 Node first = head;  58 Node second = head;  59  60 while (second != null) {  61 first = first.next;  62 second = second.next.next;  63  64 if (first == second) { //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的  65 return first; //将相遇的那个结点进行返回  66  }  67  }  68  69 return null;  70  }  71  72 //方法：有环链表中，获取环的长度。参数node代表的是相遇的那个结点  73 public int getCycleLength(Node node) {  74  75 if (head == null) {  76 return 0;  77  }  78  79 Node current = node; 80 int length = 0; 81 82 while (current != null) { 83 current = current.next; 84 length++; 85 if (current == node) { //当current结点走到原点的时候 86 return length; 87 } 88 } 89 90 return length; 91 } 92 93 class Node { 94 //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 95 int data; //数据域 96 Node next;//指针域 97 98 public Node(int data) { 99 this.data = data; 100 } 101 } 102 103 104 public static void main(String[] args) { 105 LinkList list1 = new LinkList(); 106 107 Node second = null; //把第二个结点记下来 108 109 //向LinkList中添加数据 110 for (int i = 0; i < 4; i++) { 111 list1.add(i); 112 113 if (i == 1) { 114 second = list1.current; //把第二个结点记下来 115 } 116 } 117 118 list1.add(second); //将尾结点指向链表的第二个结点，于是单链表就有环了，备注：此时得到的环的结构，是本节中图2的那种结构 119 Node current = list1.hasCycle(list1.head); //获取相遇的那个结点 120 121 System.out.println("环的长度为" + list1.getCycleLength(current)); 122 } 123 124 }

 运行效果：

如果将上面的104至122行的测试代码改成下面这样的：（即：将图2中的结构改成图1中的结构）

 1     public static void main(String[] args) {
 2 LinkList list1 = new LinkList();  3 //向LinkList中添加数据  4 for (int i = 0; i < 4; i++) {  5  list1.add(i);  6  }  7  8 list1.add(list1.head); //将头结点添加到链表当中（将尾结点指向头结点），于是，单链表就有环了。备注：此时得到的这个环的结构，是本节中图1的那种结构。  9 10 Node current = list1.hasCycle(list1.head); 11 12 System.out.println("环的长度为" + list1.getCycleLength(current)); 13 }

运行结果：

如果把上面的代码中的第8行删掉，那么这个链表就没有环了，于是运行的结果为0。

 

10、单链表中，取出环的起始点：

我们平时碰到的有环链表是下面的这种：（图1）

上图中环的起始点1。

但有可能也是下面的这种：（图2）

此时，上图中环的起始点是2。

方法1：

　　这里我们需要利用到上面第8小节的取出环的长度的方法getCycleLength，用这个方法来获取环的长度length。拿到环的长度length之后，需要用到两个指针变量first和second，先让second指针走length步；然后让first指针和second指针同时各走一步，当两个指针相遇时，相遇时的结点就是环的起始点。

注：为了找到环的起始点，我们需要先获取环的长度，而为了获取环的长度，我们需要先判断是否有环。所以这里面其实是用到了三个方法。

代码实现：

方法1的核心代码：

 1     //方法：获取环的起始点。参数length表示环的长度
 2     public Node getCycleStart(Node head, int cycleLength) {  3  4 if (head == null) {  5 return null;  6  }  7  8 Node first = head;  9 Node second = head; 10 //先让second指针走length步 11 for (int i = 0; i < cycleLength; i++) { 12 second = second.next; 13  } 14 15 //然后让first指针和second指针同时各走一步 16 while (first != null && second != null) { 17 first = first.next; 18 second = second.next; 19 20 if (first == second) { //如果两个指针相遇了，说明这个结点就是环的起始点 21 return first; 22  } 23  } 24 25 return null; 26 }

完整版代码：（含测试部分）

  1 public class LinkList {
  2     public Node head;  3 public Node current;  4  5 public int size;  6  7 //方法：向链表中添加数据  8 public void add(int data) {  9 //判断链表为空的时候  10 if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  11 head = new Node(data);  12 current = head;  13 } else {  14 //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联）  15 current.next = new Node(data);  16 //把链表的当前索引向后移动一位  17 current = current.next; //此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点  18  }  19  }  20  21  22 //方法重载：向链表中添加结点  23 public void add(Node node) {  24 if (node == null) {  25 return;  26  }  27 if (head == null) {  28 head = node;  29 current = head;  30 } else {  31 current.next = node;  32 current = current.next;  33  }  34  }  35  36  37 //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历  38 public void print(Node node) {  39 if (node == null) {  40 return;  41  }  42  43 current = node;  44 while (current != null) {  45  System.out.println(current.data);  46 current = current.next;  47  }  48  }  49  50  51 //方法：判断单链表是否有环。返回的结点是相遇的那个结点  52 public Node hasCycle(Node head) {  53  54 if (head == null) {  55 return null;  56  }  57  58 Node first = head;  59 Node second = head;  60  61 while (second != null) {  62 first = first.next;  63 second = second.next.next;  64  65 if (first == second) { //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的  66 return first; //将相遇的那个结点进行返回  67  }  68  }  69  70 return null;  71  }  72 //方法：有环链表中，获取环的长度。参数node代表的是相遇的那个结点  73 public int getCycleLength(Node node) {  74  75 if (head == null) {  76 return 0;  77  }  78  79 Node current = node; 80 int length = 0; 81 82 while (current != null) { 83 current = current.next; 84 length++; 85 if (current == node) { //当current结点走到原点的时候 86 return length; 87 } 88 } 89 90 return length; 91 } 92 93 //方法：获取环的起始点。参数length表示环的长度 94 public Node getCycleStart(Node head, int cycleLength) { 95 96 if (head == null) { 97 return null; 98 } 99 100 Node first = head; 101 Node second = head; 102 //先让second指针走length步 103 for (int i = 0; i < cycleLength; i++) { 104 second = second.next; 105 } 106 107 //然后让first指针和second指针同时各走一步 108 while (first != null && second != null) { 109 first = first.next; 110 second = second.next; 111 112 if (first == second) { //如果两个指针相遇了，说明这个结点就是环的起始点 113 return first; 114 } 115 } 116 117 return null; 118 } 119 120 class Node { 121 //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 122 int data; //数据域 123 Node next;//指针域 124 125 public Node(int data) { 126 this.data = data; 127 } 128 } 129 130 131 public static void main(String[] args) { 132 LinkList list1 = new LinkList(); 133 134 Node second = null; //把第二个结点记下来 135 136 //向LinkList中添加数据 137 for (int i = 0; i < 4; i++) { 138 list1.add(i); 139 140 if (i == 1) { 141 second = list1.current; //把第二个结点记下来 142 } 143 } 144 145 list1.add(second); //将尾结点指向链表的第二个结点，于是单链表就有环了，备注：此时得到的环的结构，是本节中图2的那种结构 146 Node current = list1.hasCycle(list1.head); //获取相遇的那个结点 147 148 int length = list1.getCycleLength(current); //获取环的长度 149 150 System.out.println("环的起始点是" + list1.getCycleStart(list1.head, length).data); 151 152 } 153 154 }

  

11、判断两个单链表相交的第一个交点：

　　《剑指offer》P193，5.3，面试题37就有这道题。

　　面试时，很多人碰到这道题的第一反应是：在第一个链表上顺序遍历每个结点，每遍历到一个结点的时候，在第二个链表上顺序遍历每个结点。如果在第二个链表上有一个结点和第一个链表上的结点一样，说明两个链表在这个结点上重合。显然该方法的时间复杂度为O(len1 * len2)。

方法1：采用栈的思路

    我们可以看出两个有公共结点而部分重合的链表，拓扑形状看起来像一个Y，而不可能是X型。 如下图所示：   

如上图所示，如果单链表有公共结点，那么最后一个结点（结点7）一定是一样的，而且是从中间的某一个结点（结点6）开始，后续的结点都是一样的。

现在的问题是，在单链表中，我们只能从头结点开始顺序遍历，最后才能到达尾结点。最后到达的尾节点却要先被比较，这听起来是不是像“先进后出”？于是我们就能想到利用栈的特点来解决这个问题：分别把两个链表的结点放入两个栈中，这样两个链表的尾结点就位于两个栈的栈顶，接下来比较下一个栈顶，直到找到最后一个相同的结点。

这种思路中，我们需要利用两个辅助栈，空间复杂度是O(len1+len2)，时间复杂度是O(len1+len2)。和一开始的蛮力法相比，时间效率得到了提高，相当于是利用空间消耗换取时间效率。

那么，有没有更好的方法呢？接下来要讲。

 

方法2：判断两个链表相交的第一个结点：用到快慢指针，推荐（更优解）

我们在上面的方法2中，之所以用到栈，是因为我们想同时遍历到达两个链表的尾结点。其实为解决这个问题我们还有一个更简单的办法：首先遍历两个链表得到它们的长度。在第二次遍历的时候，在较长的链表上走 |len1-len2| 步，接着再同时在两个链表上遍历，找到的第一个相同的结点就是它们的第一个交点。

这种思路的时间复杂度也是O(len1+len2)，但是我们不再需要辅助栈，因此提高了空间效率。当面试官肯定了我们的最后一种思路的时候，就可以动手写代码了。

核心代码：

 1     //方法：求两个单链表相交的第一个交点
 2     public Node getFirstCommonNode(Node head1, Node head2) {  3 if (head1 == null || head == null) {  4 return null;  5  }  6  7 int length1 = getLength(head1);  8 int length2 = getLength(head2);  9 int lengthDif = 0; //两个链表长度的差值 10 11  Node longHead; 12  Node shortHead; 13 14 //找出较长的那个链表 15 if (length1 > length2) { 16 longHead = head1; 17 shortHead = head2; 18 lengthDif = length1 - length2; 19 } else { 20 longHead = head2; 21 shortHead = head1; 22 lengthDif = length2 - length1; 23  } 24 25 //将较长的那个链表的指针向前走length个距离 26 for (int i = 0; i < lengthDif; i++) { 27 longHead = longHead.next; 28  } 29 30 //将两个链表的指针同时向前移动 31 while (longHead != null && shortHead != null) { 32 if (longHead == shortHead) { //第一个相同的结点就是相交的第一个结点 33 return longHead; 34  } 35 longHead = longHead.next; 36 shortHead = shortHead.next; 37  } 38 39 return null; 40  } 41 42 43 //方法：获取单链表的长度 44 public int getLength(Node head) { 45 if (head == null) { 46 return 0; 47  } 48 49 int length = 0; 50 Node current = head; 51 while (current != null) { 52 53 length++; 54 current = current.next; 55  } 56 57 return length;

转载于:https://www.cnblogs.com/wzyxidian/p/5284276.html