力扣160. 相交链表 哈希双指针差值法栈四种花式解法

Posted 2021-06-22 weixin_43739821

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。如果两个链表没有交点，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 。

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：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 [5,0,1,8,4,5]。
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：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 [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
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
0 <= 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 + 1] == listB[skipB + 1]

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

解法一：哈希表法
遍历第一个链表，将其结点全部存入哈希表，再遍历第二个链表，一个相同的结点即为交点，需要注意的是哈希表存放的是各个结点的地址，而非结点的值。

/**
 * 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* a = headA;
	ListNode* b = headB;
	set<ListNode* > myset;
	while(a) {
		myset.insert(a);
		a = a->next;
	}
	while (b) {
		if (myset.find(b) != myset.end()) return b;
		else b = b->next;
 	}
	return nullptr;
    }
};

解法二：双指针法
设置俩个指针分别指向俩个链表的表头，俩个指针同时向右遍历，当每个指针都走到表尾时再指向另一个链表的表头继续遍历，当俩个指针指向同一个结点时即为交点，若没有指向同一个结点，则返回空。
why？
因为若俩链表长度相同且有交点，则显然会再交换指向的表后指向交点。若长度不同则快的指针会先走完俩个链表长度的差值，达到从距离交点相同距离开始遍历的目的。

/**
 * 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;
        }
        ListNode *pA = headA, *pB = headB;
        while (pA != pB) {
            pA = pA == nullptr ? headB : pA->next;
            pB = pB == nullptr ? headA : pB->next;
        }
        return pA;
    }
};

解法三：差值法
思路与解法二相同，均要达到从距离从距离交点相同距离的地方开始遍历的目的。先对两条链表扫描一遍，取得两者长度，然后让长的链表先走「两者的长度差值」，然后再同时走，遇到第一个节点即是答案。

解法四：栈方法
将俩个链表的结点值压栈，若最后一个值都不相同则显然不相交，若相同则不断取出俩个栈顶元素进行比较，第一个不同的元素的上一个元素即为交点。