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160. 相交链表

English Version

题目描述

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。如果两个链表不存在相交节点，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 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

  • intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
  • listA - 第一个链表
  • listB - 第二个链表
  • skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
  • skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数

评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

 

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], 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 [5,6,1,8,4,5]。
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 = [1,9,1,2,4], 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 [1,9,1,2,4]，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
  • 1 <= 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] == listB[skipB]

 

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

解法

使用两个指针 cur1, cur2 分别指向两个链表 headA, headB。

同时遍历链表，当 cur1 到达链表 headA 的末尾时，重新定位到链表 headB 的头节点；当 cur2 到达链表 headB 的末尾时，重新定位到链表 headA 的头节点。

若两指针相遇，所指向的结点就是第一个公共节点。若没相遇，说明两链表无公共节点，此时两个指针都指向 null。

Python3

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        cur1, cur2 = headA, headB
        while cur1 != cur2:
            cur1 = headB if cur1 is None else cur1.next
            cur2 = headA if cur2 is None else cur2.next
        return cur1

Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode cur1 = headA, cur2 = headB;
        while (cur1 != cur2) {
            cur1 = cur1 == null ? headB : cur1.next;
            cur2 = cur2 == null ? headA : cur2.next;
        }
        return cur1;
    }
}

C++

/**
 * 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* cur1 = headA;
        ListNode* cur2 = headB;
        while (cur1 != cur2) {
            cur1 = cur1 ? cur1->next : headB;
            cur2 = cur2 ? cur2->next : headA;
        }
        return cur1;
    }
};

JavaScript

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val) {
 *     this.val = val;
 *     this.next = null;
 * }
 */

/**
 * @param {ListNode} headA
 * @param {ListNode} headB
 * @return {ListNode}
 */
var getIntersectionNode = function (headA, headB) {
    let cur1 = headA;
    let cur2 = headB;
    while (cur1 != cur2) {
        cur1 = cur1 ? cur1.next : headB;
        cur2 = cur2 ? cur2.next : headA;
    }
    return cur1;
};

Go

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 func getIntersectionNode(headA, headB *ListNode) *ListNode {
    cur1, cur2 := headA, headB
    for cur1 != cur2 {
        if cur1 == nil {
            cur1 = headB
        } else {
            cur1 = cur1.Next
        }
        if cur2 == nil {
            cur2 = headA
        } else {
            cur2 = cur2.Next
        }
    }
    return cur1
}

TypeScript

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     val: number
 *     next: ListNode | null
 *     constructor(val?: number, next?: ListNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.next = (next===undefined ? null : next)
 *     }
 * }
 */

function getIntersectionNode(
    headA: ListNode | null,
    headB: ListNode | null,
): ListNode | null {
    let p1: ListNode | null = headA;
    let p2: ListNode | null = headB;
    while (p1 != p2) {
        p1 = p1 == null ? headB : p1.next;
        p2 = p2 == null ? headA : p2.next;
    }
    return p1;
}

Swift

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     public var val: Int
 *     public var next: ListNode?
 *     public init(_ val: Int) {
 *         self.val = val
 *         self.next = nil
 *     }
 * }
 */

class Solution {
    func getIntersectionNode(_ headA: ListNode?, _ headB: ListNode?) -> ListNode? {

        guard let _ = headA, let _ = headB else {
            return nil
        }

        var nodeA = headA
        var nodeB = headB

        while nodeA != nodeB {
            nodeA = nodeA != nil ? nodeA?.next : headB
            nodeB = nodeB != nil ? nodeB?.next : headA
        }

        return nodeA
    }
}

extension ListNode: Equatable {
    public static func ==(lhs: ListNode, rhs: ListNode) -> Bool {
        return ObjectIdentifier(lhs) == ObjectIdentifier(rhs)
    }
}

...