链表相交-算法练习总结

Posted 2020-12-12 cosefy

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;
}