力扣 - 剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点

题目

剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点

思路1(栈)

• 若两个链表相遇，则从它开始相遇的地方到链表末尾应该都是相同的，那么我们可以将两个链表分别放入两个栈中，然后依次循环比较两个栈顶的节点，同时用pre记录上一个节点，直到当前两个栈顶节点不相等，那么pre节点就是他们开始相遇的地方

代码

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        LinkedList<ListNode> stack1 = new LinkedList<>();
        LinkedList<ListNode> stack2 = new LinkedList<>();

        // 使用两个栈分别存储两个链表的元素
        while (headA != null) {
            stack1.push(headA);
            headA = headA.next;
        }
        while (headB != null) {
            stack2.push(headB);
            headB = headB.next;
        }

        // 若两个链表存在相同的节点，则两个栈pop出来的节点应该是一样的
        // 如果pop出来的不一样，说明上一个pop出来相同节点才是相遇开始的节点
        // 因此我们需要pre来记录上一个相同的节点，初始值要为null，如果没有相遇，那么会直接返回null
        ListNode pre = null;
        while (!stack1.isEmpty() && !stack2.isEmpty()) {
            ListNode p1 = stack1.pop();
            ListNode p2 = stack2.pop();
            if (p1 != p2) {
                break;
            }
            // 如果没有相遇，就不会执行这条语句，因此此时pre为 null，返回的值也是 null
            pre = p1;
        }

        // 返回结果
        return pre;
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：\(O(N+M)\)
• 空间复杂度：\(O(N+M)\)

思路2（差值法）

• 先分别计算两个链表的长度记为lengthA和lengthB，得到他们的差值n，让长的那个链表先走n步，然后两个链表再一起走，第一个相等的地方，则是链表开始相遇的地方

代码

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        int lengthA = 0;
        int lengthB = 0;

        ListNode pA = headA;
        ListNode pB = headB;

        // 先获取两个链表的长度
        while (pA != null) {
            pA = pA.next;
            lengthA++;
        }
        while (pB != null) {
            pB = pB.next;
            lengthB++;
        }

        // 计算链表长度差n，将长的链表先走n步
        int n = lengthA > lengthB ? lengthA - lengthB : lengthB - lengthA;
        while (lengthA > lengthB && n > 0) {
            headA = headA.next;
            n--;
        }
        while (lengthB > lengthA && n > 0) {
            headB = headB.next;
            n--;
        }

        // 然后两个链表才开始同时一起走
        // 知道两个节点相等 或者 都为null的时候结束循环
        while (headA != headB) {
            headA = headA.next;
            headB = headB.next;
        }

        return headA;
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：\(O(N+M)\)
• 空间复杂度：\(O(1)\)

思路3（双指针）

• 使用两个指针pA和pB分别指向两个链表，然后同时前进，如果到了链表末尾，就跳到另一条链表的头节点（要保证不会再跳回来，否则导致死循环）
• 在这过程中，要判断节点是否相等，第一次相等的地方就是相交的地方，如果没有那就返回null
• 在while中的判断条件要为当前两个节点是否相等，因为不这样的话，如果不存在相交的节点，那么循环就会一直重复下去；如果判断条件为当前两个节点是否相等的话，如果没有相交节点也不会一直循环下去，因为两个指针遍历的长度都为两个链表长度之和，所以最后都会指向null，此时都为null相等，跳出循环

代码

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {

        ListNode pA = headA;
        ListNode pB = headB;

        // 判断是否相等，遇到相同节点，结束循环；如果链表中没有相同节点，那么跳出循环的条件是他们都为 null 的时候
        while (pA != pB) {
            // 判断的要为当前节点
            // 如果判断的是next节点，那么到时候就会导致pA、pB永远不会是null
            if (pA == null) {
                pA = headB;
            } else {
                pA = pA.next;
            }
            if (pB == null) {
                pB = headA;
            } else {
                pB = pB.next;
            }
        }
        return pA;
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：\(O(N)\)
• 空间复杂度：\(O(1)\)

思路4（哈希表）

• 先选择其中一个链表，将其节点全部加入到哈希表中，然后再开始遍历另一个链表，同时也加入到哈希表中
• 如果加入的节点和哈希表冲突了，那么这个节点就是交点

代码

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        HashSet<ListNode> set = new HashSet<>();
        // 遍历一次，将链表A里的所有节点添加到set中
        while (headA != null) {
            set.add(headA);
            headA = headA.next;
        }

        // 再遍历一次链表B，同时将链表的节点添加到set中，如果添加失败返回false，那么说明找到相同的那个节点了，直接返回该节点
        while (headB != null) {
            if (!set.add(headB)) {
                return headB;
            }
            headB = headB.next;
        }

        // 如果遍历链表B的时候都没有找到，说明不存在相同的节点，就返回 null
        return null;
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：\(O(N+M)\)
• 空间复杂度：\(O(N)\)，哈希表所占空间大小