剑指offer：两个链表的第一个公共结点

Posted 2022-04-09

题目描述
输入两个链表，找出它们的第一个公共结点。

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time         : 2019-07-12 22:20
# @Author       : Jayce Wong
# @ProjectName  : job
# @FileName     : findFirstCommonNode.py
# @Blog         : https://blog.51cto.com/jayce1111
# @Github       : https://github.com/SysuJayce

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    """
    两个单向链表的第一个公共节点，如果存在这样的公共节点，那么这两个链表从该节点开始剩余的节点都是
    一样的。

    解法1：
    对于第一个链表，遍历其所有节点，在扫描到第x个节点的时候，从第二个链表中遍历所有节点，如果存在
    一个和节点x一样的节点，那么节点x就是第一个公共节点。
    这种解法的时间复杂度为O(n^2)

    解法2：
    前面说到如果两个单向链表存在公共节点，那么从第一个公共节点开始到最后一个节点都是公共节点。
    因此，如果我们能从两个链表的末尾节点开始遍历，找到最后一个相同的节点，那么这个节点就是第一个
    公共节点。但是这个单向链表不支持反向遍历，因此我们可以利用栈的性质，维护两个辅助栈，分别保存
    两个链表的节点，然后每次比较这两个辅助栈的栈顶元素。最后我们就能在O(n)的时间复杂度内解决问题。

    解法3：
    虽然解法2的时间复杂度已经很优了，但是仍需要用到辅助空间，其实借助快慢指针的思想，我们可以避免
    这样的额外空间开销。先计算两个链表的长度，然后先移动长链表的指针，使得长短链表的指针距离各自的
    末尾有相同的距离，然后开始同时移动两个指针，直到出现两指针指向的节点相同为止，那么这个相同节点
    就是第一个公共节点。
    """
    def FindFirstCommonNode(self, pHead1, pHead2):
        # 记录两个链表的长度
        len1 = len2 = 0
        pNode1 = pHead1
        pNode2 = pHead2
        while pNode1:
            pNode1 = pNode1.next
            len1 += 1
        while pNode2:
            pNode2 = pNode2.next
            len2 += 1

        # 确定哪个链表是长链表，哪个链表是短链表
        if len1 > len2:
            pLong = pHead1
            pShort = pHead2
        else:
            pLong = pHead2
            pShort = pHead1

        # 调整长链表的指针，使得长短链表距离各自末尾节点距离相同
        diff = abs(len1 - len2)
        for i in range(diff):
            pLong = pLong.next

        # 同时移动长短链表指针，当出现第一个相同节点(即第一个公共节点)的时候，返回这个节点
        while pLong:
            if pLong == pShort:
                return pLong
            pLong = pLong.next
            pShort = pShort.next

        # 如果不存在公共节点，返回空指针
        return None