踩坑记录[7]——LeetCode 160题：相交链表

踩坑记录[7]——LeetCode 160题：相交链表

题目描述

题目链接

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。如果两个链表不存在相交节点，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 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

• intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
• listA - 第一个链表
• listB - 第二个链表
• skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
• skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数

评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], 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 [5,6,1,8,4,5]。
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。
— 请注意相交节点的值不为 1，因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说，它们在内存中指向两个不同的位置，而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点，B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。

示例 2：

输入：intersectVal = 2, listA = [1,9,1,2,4], 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 [1,9,1,2,4]，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
• 1 <= m, n <= 3 * 104
• 1 <= Node.val <= 105
• 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] == listB[skipB]

进阶：你能否设计一个时间复杂度 O(m + n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

答案（C++语言，已通过LeetCode测试）

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode *pA = headA, *pB = headB;

        while(pA != pB){
          if (pA == nullptr)
            pA = headB;
          else
            pA = pA -> next;

          if (pB == nullptr)
            pB = headA;
          else
            pB = pB -> next;
        }

        return pA;
    }
};

方案描述

核心思想是同时遍历两个链表，当其中一个链表遍历结束后，继续遍历另一个链表。通过这种方式，可以确保两个指针在相同的节点处相遇，即为交点。

具体步骤：

1. 定义两个指针 pA 和 pB 分别指向两个单链表 headA 和 headB 的头节点。
2. 进入一个循环，循环的条件是 pA != pB，即两个指针不相等。这是因为当两个指针相等时，表示已经找到了交点，可以退出循环。
3. 在循环中，首先判断 pA 是否为 nullptr。如果 pA 为空，说明已经遍历完了链表 headA，此时将 pA 指向链表 headB 的头节点，以便继续遍历。
4. 如果 pA 不为空，则将 pA 向后移动一步，即 pA = pA->next，以继续遍历链表 headA。
5. 类似地，判断 pB 是否为 nullptr。如果 pB 为空，说明已经遍历完了链表 headB，此时将 pB 指向链表 headA 的头节点，以便继续遍历。
6. 如果 pB 不为空，则将 pB 向后移动一步，即 pB = pB->next，以继续遍历链表 headB。
7. 重复步骤3到步骤6，直到找到交点或者遍历完两个链表。
8. 循环结束后，返回 pA，即为两个链表的交点。如果没有交点，则返回 nullptr。

踩坑记录

题目难度：简单

本题目为寻找链表中倒数第n个结点的典型例题，核心解题思想：将两个链表拼接，用两个指针同时遍历，两个指针第一次相遇的地方就是相交的起始节点！

• 可以直接使用pA != pB作为循环的条件

  拼接后两个长度相等，就算不相交，最后会出现pA = PB = nullstr，所以一定会跳出循环。因此，可以直接使用pA != pB作为循环的条件，当条件不被满足时，要么找到了交点，要么是已经遍历完了。

思路参考

双指针技巧秒杀七道链表题目 | labuladong 的算法笔记