劍指offer52 兩個連結串列的第一個公共節點

阿新 • • 發佈：2021-07-21

輸入兩個連結串列，找出它們的第一個公共節點。

如下面的兩個連結串列：

在節點 c1 開始相交。

示例 1：

輸入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
輸出：Reference of the node with value = 8
輸入解釋：相交節點的值為 8 （注意，如果兩個列表相交則不能為 0）。從各自的表頭開始算起，連結串列 A 為 [4,1,8,4,5]，連結串列 B 為 [5,0,1,8,4,5]。在 A 中，相交節點前有 2 個節點；在 B 中，相交節點前有 3 個節點。

示例2：

輸入：intersectVal= 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
輸出：Reference of the node with value = 2
輸入解釋：相交節點的值為 2 （注意，如果兩個列表相交則不能為 0）。從各自的表頭開始算起，連結串列 A 為 [0,9,1,2,4]，連結串列 B 為 [3,2,4]。在 A 中，相交節點前有 3 個節點；在 B 中，相交節點前有 1 個節點。

示例3：

輸入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
輸出： 
null
輸入解釋：從各自的表頭開始算起，連結串列 A 為 [2,6,4]，連結串列 B 為 [1,5]。由於這兩個連結串列不相交，所以 intersectVal 必須為 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
解釋：這兩個連結串列不相交，因此返回 null。

如果兩個連結串列沒有交點，返回 null.
在返回結果後，兩個連結串列仍須保持原有的結構。
可假定整個連結串列結構中沒有迴圈。
程式儘量滿足 O(n) 時間複雜度，且僅用 O(1) 記憶體。

雙指標

方法1：先遍歷兩個長度，然後先遍歷長的，距離為兩個連結串列長度之差，然後對兩個連結串列同時遍歷

/**
 * 方法1：先遍歷兩個長度，然後先遍歷長的，距離為兩個連結串列長度之差，然後對兩個連結串列同時遍歷
 *
 * @param headA
 * @param headB
 * @return
 */
public static ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
    if (headA == null || headB == null) return null;

    ListNode pA = headA;
    int cntA = 0;
    while (pA != null) {
        pA = pA.next;
        cntA++;
    }
    ListNode pB = headB;
    int cntB = 0;
    while (pB != null) {
        pB = pB.next;
        cntB++;
    }

    ListNode listNodeF = cntA >= cntB ? headA : headB;
    ListNode listNodeS = cntA >= cntB ? headB : headA;
    int len = cntA >= cntB ? cntA - cntB : cntB - cntA;
    while (len > 0 && listNodeF != null) {
        len--;
        listNodeF = listNodeF.next;
    }
    // 兩指標可以同時指向同一節點，包括null，也有可能其一指向null，另一個不指向null
    while (listNodeS != null || listNodeF != null) {
        if (listNodeF == listNodeS) return listNodeF;
        listNodeF = listNodeF.next;
        listNodeS = listNodeS.next;
    }
    return null;
}

方法2：雙指標同時遍歷兩個連結串列，如果遍歷到為空，則指向另一個連結串列，相遇位置即為第一個公共節點

/**
 * 方法2：雙指標同時遍歷兩個連結串列，如果遍歷到為空，則指向另一個連結串列，相遇位置即為第一個公共節點
 *
 * @param headA
 * @param headB
 * @return
 */
public static ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
    if (headA == null || headB == null) return null;

    ListNode listNodeP = headA;
    ListNode listNodeQ = headB;
    while (listNodeP != listNodeQ) {
        listNodeP = listNodeP != null ? listNodeP.next : headB;
        listNodeQ = listNodeQ != null ? listNodeQ.next : headA;
    }
    return listNodeP;
}

測試用例

public static void main(String[] args) {
    // listA=[0,9,1,2,4],listB = [3,2,4],
    ListNode headA = new ListNode(0);
    ListNode headA2 = new ListNode(9);
    headA.next = headA2;
    ListNode headA3 = new ListNode(1);
    headA2.next = headA3;
    ListNode headA4 = new ListNode(2);
    headA3.next = headA4;
    ListNode headA5 = new ListNode(4);
    headA4.next = headA5;

    ListNode headB = new ListNode(3);
    headB.next = headA4;

    ListNode listNode = getIntersectionNode(headA, headB);
    if (listNode != null) {
        System.out.println("GetIntersectionNode52 demo01 result:" + listNode.val);
    }

    // listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5],
    headA = new ListNode(4);
    headA2 = new ListNode(1);
    headA.next = headA2;
    headA3 = new ListNode(8);
    headA2.next = headA3;
    headA4 = new ListNode(4);
    headA3.next = headA4;
    headA5 = new ListNode(5);
    headA4.next = headA5;

    headB = new ListNode(5);
    ListNode headB2 = new ListNode(0);
    headB.next = headB2;
    ListNode headB3 = new ListNode(1);
    headB2.next = headB3;
    headB3.next = headA3;
    listNode = getIntersectionNode(headA, headB);
    if (listNode != null) {
        System.out.println("GetIntersectionNode52 demo02 result:" + listNode.val);
    }
}