• 链表相交-算法练习总结


    算法题目

    链表相交:

    给定两个(单向)链表,判定它们是否相交并返回交点。请注意相交的定义基于节点的引用,而不是基于节点的值。换句话说,
    如果一个链表的第k个节点与另一个链表的第j个节点是同一节点(引用完全相同),则这两个链表相交。

    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:Reference of the node with value = 8
    输入解释:相交节点的值为 8 (注意,如果两个列表相交则不能为 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:Reference of the node with value = 2
    输入解释:相交节点的值为 2 (注意,如果两个列表相交则不能为 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
    输入解释: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。
    解释:这两个链表不相交,因此返回 null。
    

    注意:

    如果两个链表没有交点,返回 null 。
    在返回结果后,两个链表仍须保持原有的结构。
    可假定整个链表结构中没有循环。
    程序尽量满足 O(n) 时间复杂度,且仅用 O(1) 内存。

    测试用例

        A[2,6,4] B[1,5]
        A[4,1,8,4,5]  B[5,0,1,8,4,5]
        A[0,9,1,2,4]  B[3,2,4]
     
    

    思路分析

    解法一:暴力解法(双重循环)

    ​ 思路:直接两重循环遍历链表,找到相同结点则直接返回,否则返回null
    ​ 分析:时间复杂度为n的平方级,思路简单直接,不需要额外的内存空间
    ​ 思考:很明显,时间效率比较低,那么思考在此方法的基础上有可以改进的地方么?目前没有想到

    解法二:哈希表法

    ​ 思路:可以把一个链表中的结点存入哈希表中,然后遍历另一个链表,查询当前结点是否存在于哈希表中。
    ​ 分析:时间复杂度为两个链表长度最大值,空间复杂度为存入的链表长度
    ​ 思考:主要利用的空间的辅助,来提高时间效率,但与题目要求不符合,题目要求不适用多余的内存空间

    解法三:双指针法

    ​ 思路:假如A链表长度为a,B链表长度为b,如果A链表前半段长度为c,B链表长度为d,那么满足a-c=b-d,化为a+d=b+c。
    那么可以考虑用两个指针分别从A,B链表开始遍历,遍历到头就换另一个链表头开始,如果遇到相同结点就直接返回,
    遇不到就会返回null
    ​ 分析:时间复杂度为n级,不需要额外的内存空间
    ​ 思考:本算法效率很高,主要是从问题地特点出发,因地制宜地想到的办法,往往效率就会很高

    //解法一:暴力解法
    public static ListNode test1(ListNode headA, ListNode headB) {
        if (headA == null || headB == null)
            return null;
        ListNode hA = headA;
        for (; hA != null; hA = hA.next) {
            for (ListNode hB = headB; hB != null; hB = hB.next) {
                if (hA == hB)
                    return hA;
            }
        }
        return null;
    }
    
    //解法二:哈希表
    public static ListNode test2(ListNode LA, ListNode LB) {
        HashSet<ListNode> set = new HashSet<>();
        ListNode aHead = LA;
        ListNode bHead = LB;
        while (aHead != null) {
            set.add(aHead);
            aHead = aHead.next;
        }
        while (bHead != null) {
            if (set.contains(bHead))
                return bHead;
            bHead = bHead.next;
        }
        return null;
    }
    
    //解法三:双指针法
    public static ListNode test3(ListNode headA, ListNode headB) {
        if (headA == null || headB == null)
            return null;
        ListNode hA = headA, hB = headB;
        while (hA != hB) {
            hA = hA == null ? headB : hA.next;
            hB = hB == null ? headA : hB.next;
        }
        return hA;
    }
    
    
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