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[剑指-Offer] 52. 两个链表的第一个公共节点(思维、快慢指针、巧妙解法)

文章目录

    • 1. 题目来源
    • 2. 题目说明
    • 3. 题目解析
      • 方法一:遍历+快慢指针+常规解法
      • 方法二:思维+快慢指针+巧妙解法

1. 题目来源

链接:两个链表的第一个公共节点

来源:LeetCode——《剑指-Offer》专项

2. 题目说明

输入两个链表,找出它们的第一个公共节点。

如下面的两个链表:

[剑指-Offer] 52. 两个链表的第一个公共节点(思维、快慢指针、巧妙解法)

在节点

c1

开始相交。

示例 1:

[剑指-Offer] 52. 两个链表的第一个公共节点(思维、快慢指针、巧妙解法)

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:

[剑指-Offer] 52. 两个链表的第一个公共节点(思维、快慢指针、巧妙解法)

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:

[剑指-Offer] 52. 两个链表的第一个公共节点(思维、快慢指针、巧妙解法)

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

3. 题目解析

方法一:遍历+快慢指针+常规解法

题意很明确,问题的关键就是 确定环节点分别与两个链表头结点距离的最小值, 让与环距离长的头结点作为快指针,向前走上距离的差值,这样就能够保证两个链表经过相同的步数同时到达环节点,也就是 快慢指针 的思想,主要思路如下:

  • 遍历两个链表,分别记录链表长度

    cntA、cntB

  • 求取与环节点的距离差值

    tmp = max(cntA, cntB) - min(cntA, cntB)

  • 让距离环节点远的头先走

    tmp

    步,然后同时出发,判断两节点是否相等,若相等,则为环节点,返回该节点即可。若快慢指针指向的节点其中一个为

    nullptr

    或者均为

    nullptr

    时,返回

    nullptr

这个方法很是直观,也是快慢指针思想的挺不错的应用。就是代码长了点…

参见代码如下:

// 执行用时 :52 ms, 在所有 C++ 提交中击败了86.31%的用户
// 内存消耗 :17 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if (headA == nullptr || headB == nullptr) return nullptr;
        int cntA = 0, cntB = 0;
        ListNode *nodeA = headA, *nodeB = headB;
        if (nodeA != nullptr) cntA = 1;
        if (nodeB != nullptr) cntB = 1; 
        while ((nodeA != nullptr) || (nodeB != nullptr)) {
            if (nodeA != nullptr) {
                nodeA = nodeA->next;
                ++cntA;
            }

            if (nodeB != nullptr) {
                nodeB = nodeB->next;
                ++cntB;
            }
        }

        ListNode *listA = headA;
        if (cntA > cntB) {
            int tmp = cntA - cntB;
            while (tmp) {
                listA = listA->next;
                --tmp;
            }
        }
        ListNode *listB = headB;
        if (cntA < cntB) {
            int tmp = cntB - cntA;
            while (tmp) {
                listB = listB->next;
                --tmp;
            }
        }
        while (listA != nullptr and listB != nullptr) {
            if (listA == listB) return listA;
            if ((listA == nullptr) || (listB == nullptr)) return nullptr;
            listA = listA->next;
            listB = listB->next;
        }
        return nullptr;
    }
};
           

方法二:思维+快慢指针+巧妙解法

码完看了看题解区大佬的讲解,在看了看我这 53 行的代码,瞬间感觉刚刚

AC

的代码它真是 又臭又长😦😃😉😭

膜:LeetCode题解:图解 双指针法,浪漫相遇

主要思路如下:

  • 使用两个指针

    node1

    node2

    分别指向两个链表

    headA

    headB

    的头结点
  • 然后同时分别逐结点遍历
    • node1

      到达链表

      headA

      的末尾时,重新定位到链表

      headB

      的头结点
    • node2

      到达链表

      headB

      的末尾时,重新定位到链表

      headA

      的头结点。

这样,当它们相遇时,所指向的结点就是第一个公共结点。

好思维…

好思维…

好思维…

好思维…

好思维…

参见代码如下:

// 执行用时 :56 ms, 在所有 C++ 提交中击败了71.01%的用户
// 内存消耗 :16.9 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode *node1 = headA;
        ListNode *node2 = headB;
        
        while (node1 != node2) {
            node1 = node1 != NULL ? node1->next : headB;
            node2 = node2 != NULL ? node2->next : headA;
        }
        return node1;
    }
};