数据结构与算法 -- 返回两个链表的相交的第一个节点
总体思路
- 1.首先是判断两个链表是否有环，有的话返回其环的入口 没有返回null
- 2.一共两种情况 （1）两个无环链表相交（2）两个有环链表相交 （至于为啥没有一个有环一个没环的相交 因为我们的是单链表）
- 其中两个有环链表相交又分为三种情况：
- 其中两个有环链表相交又分为三种情况：
先总结下涉及到的小知识点：
（1）求单链表是否有环 如果有环，返回环入口的第一个节点否则返回null
- 细节思路：利用快慢指针做，快的一次两步慢的一次一步，快慢相交后，快从头指针开始走，一次改为一步，快慢同时开始走，相遇的就是环的第一个节点（你也可以用哈希表，就是费空间）
（2）求两个无环单链表是否相交，相交返回第一个相交的节点否则返回null
- 细节思路：先求两个链表大小的差值，长的那个先走到跟短的一样长后，开始一起走，相遇到就是返回，到头了返回null
（3）两个有环单链表是否相交，相交返回第一个相交的几节点，否则返回null
细节思路：见图 对于两个链表的第一个入环节点相同的情况（其实比较的是第一个入环节点的内存地址是否相同）直接转化为求两个无环链表第一个相交的节点的情况
细节思路：对于两个链表的第一个入环节点不相同的情况，则从第一个链表的入环节点的下一个节点开始走，如果碰到了第二个链表的入环节点，那么，返回第一个链表或者第二个链表的入环节点均可，因为都是第一个，只是跟原先的链表的距离不同而已。如果走完没找到 那么就是图中的第一种情况了，直接返回null。
首先 让我们看一下实现总体功能的函数（就是我们直接调用的函数）：
public static Node getIntersectNode(Node head1, Node head2){
// 1.首先是判断两个链表是否有环，有的话返回其环的入口 没有返回null
// 2.一共两种情况 （1）两个无环链表相交（2）两个有环链表相交
// 至于为啥没有一个有环一个没环的 相交 因为我们的是单链表
if(head1 == null || head2 == null){
return null;
}
//1.先求两个节点的入环节点
Node loop1 = getLoopNode(head1);
Node loop2 = getLoopNode(head2);
if(loop1 == null && loop2 == null){
return noLoop(head1, head2);
}
if (loop1 != null && loop2 != null){
return bothLoop(head1, loop1, head2, loop2);
}
return null;
} - 下面是求单链表是否有环的代码：
//给一个链表 返回其入环第一个节点
public static Node getLoopNode(Node head){
//首先是最少三个节点才能成环
if(head == null || head.next == null || head.next.next == null){
return null;
}
Node slow = head.next;
Node first = head.next.next;
while (first != slow){
if(first.next == null || first.next.next == null){
return null;
}
first = first.next.next;
slow = slow.next;
}
first = head;
while (first != slow){
first = first.next;
slow = slow.next;
}
return first;
} - 下面是求两个无环单链表是否相交的代码：
//这是求 两个无环链表相交的第一个节点
public static Node noLoop(Node head1, Node head2){
int len1 = 0;
int len2 = 0;
Node cur1 = head1;
Node cur2 = head2;
while (head1 != null){
len1++;
head1 = head1.next;
}
while (head2 != null){
len2++;
head2 = head2.next;
}
int n = len1 - len2;
if(n > 0){
while (n > 0){
n--;
cur1 = cur1.next;
}
while (cur1 != null){
if(cur1 == cur2){
return cur1;
}
cur1 = cur1.next;
cur2 = cur2.next;
}
return null;
}else if(n < 0){
n = Math.abs(n);
while (n > 0){
n--;
cur2 = cur2.next;
}
while (cur1 != null){
if(cur1 == cur2){
return cur1;
}
cur1 = cur1.next;
cur2 = cur2.next;
}
return null;
}else{
while (cur1 != null){
if(cur1 == cur2){
return cur1;
}
cur1 = cur1.next;
cur2 = cur2.next;
}
return null;
}
} - 下面是求有环单链表是否相交的代码：
//（2）两个有环链表相交 一共三种情况：
// 1.无交点
// 2.两个环的交点是一个
// 3.两个环的交点不是一个
public static Node bothLoop(Node head1, Node loop1, Node head2, Node loop2){
Node cur1 = null;
Node cur2 = null;
int n1 = 0;
int n2 = 0;
//第2种情况
if(loop1 == loop2){
cur1 = head1;
cur2 = head2;
while (cur1 != loop1){
n1++;
cur1 = cur1.next;
}
while (cur2 != loop2){
n2++;
cur2 = cur2.next;
}
int n3 = n1 - n2;
cur1 = head1;
cur2 = head2;
if(n3 > 0){
while (n3 > 0){
n3--;
cur1 = cur1.next;
}
while (cur1 != loop1){
if(cur1 == cur2){
return cur1;
}
cur1 = cur1.next;
cur2 = cur2.next;
}
return cur1;
}else if(n3 < 0){
n3 = Math.abs(n3);
while (n3 > 0){
n3--;
cur2 = cur2.next;
}
while (cur1 != loop2){
if(cur1 == cur2){
return cur1;
}
cur1 = cur1.next;
cur2 = cur2.next;
}
return cur1;
}else {
while (cur1 != loop1){
if(cur1 == cur2){
return cur1;
}
cur1 = cur1.next;
cur2 = cur2.next;
}
return cur1;
}
} else{
Node p = loop1.next;
while (p != loop1){
if(p == loop2){
return loop1;
}
p = p.next;
}
return null;
}
} - 最后是我们的主函数，就是测试函数：
public static void main(String[] args) {
// 1->2->3->4->5->6->7->null
Node head1 = new Node(1);
head1.next = new Node(2);
head1.next.next = new Node(3);
head1.next.next.next = new Node(4);
head1.next.next.next.next = new Node(5);
head1.next.next.next.next.next = new Node(6);
head1.next.next.next.next.next.next = new Node(7);
// 0->9->8->6->7->null
Node head2 = new Node(0);
head2.next = new Node(9);
head2.next.next = new Node(8);
head2.next.next.next = head1.next.next.next.next.next; // 8->6
System.out.println(getIntersectNode(head1, head2).value);
System.out.println(noLoop(head1, head2).value);
// 1->2->3->4->5->6->7->4...
head1 = new Node(1);
head1.next = new Node(2);
head1.next.next = new Node(3);
head1.next.next.next = new Node(4);
head1.next.next.next.next = new Node(5);
head1.next.next.next.next.next = new Node(6);
head1.next.next.next.next.next.next = new Node(7);
head1.next.next.next.next.next.next = head1.next.next.next; // 7->4
// 0->9->8->2...
head2 = new Node(0);
head2.next = new Node(9);
head2.next.next = new Node(8);
head2.next.next.next = head1.next; // 8->2
System.out.println(getIntersectNode(head1, head2).value);
// 0->9->8->6->4->5->6..
head2 = new Node(0);
head2.next = new Node(9);
head2.next.next = new Node(8);
head2.next.next.next = head1.next.next.next.next.next; // 8->6
System.out.println(getIntersectNode(head1, head2).value);
}
