对于求有环无环单链表相交的问题,是链表类型题目中首屈一指的难题,且听一一道来。
一、题目形容
给定两个可能有环也可能无环的单链表,头节点head1和head2。
请实现一个函数,如果两个链表相交,请返回相交的第一个节点。如果不相交,返回null
要求:如果两个链表长度之和为N,工夫复杂度请达到O(N),额定空间复杂度请达到O(1)。
二、思路
解决思路分为两大步:
(1)找到单链表的入环节点,无环则返回null
(2)依据失去的链表的入环节点,再展开讨论
1、找到单链表的入环节点,无环则返回null
(1)遍历此单链表,如果某次遍历到的节点为null,则此单链表必然无环
(2)否则有环
筹备一个快指针,一个慢指针。开始时,两个指针都从头节点开始,快指针一次走两个节点,慢指针一次走一个节点,直到两个指针相遇。
此时,快指针再从头节点开始走,每次走一个节点;慢指针从相遇处持续往下走,仍然一次走一个节点,当两个指针再次相遇时的节点即是入环节点。
2、依据失去的链表的入环节点,再展开讨论
(1)两个链表都无环
遍历其中一个链表,记录链表的长度 length1 和最初一个节点 end1;遍历另外一个链表,记录链表的长度 length2 和最初一个节点 end2。
如果end1和end2不等,则两个链表肯定不相交;否则,计算length1和length2的差值 a,长链表先走 a个节点,而后两个链表挨个往下走,第一个相等的节点即是相交的第一个节点。
(2)一个有环、一个无环
此种状况两个链表是不可能相交的。(大伙能够尝试脑补出这样的构造,记住一点,是单链表)
(3)两个链表都有环
分三种状况,各自有环然而不相交;入环节点是同一个;入环节点有两个。
1)各自有环然而不相交
2)入环节点是同一个
3)入环节点有两个
两个链表的入环节点相等:即入环节点是同一个这种状况,求解过程和两个链表都是无环且相交的过程是一样的,也就是求解时齐全能够疏忽前面的环。
两个链表的入环节点不等:则是第一小种或第三小种。此时,从其中一个入环节点开始,遍历一圈,如果在回到本人时遇到了第二个入环节点,则是第三小种,否则就是第一小种。
三、具体参考代码
1、找到单链表的入环节点
/** * 找到单链表的入环节点,无环则返回null * * @author Java和算法学习:周一 */public static Node getLoopNode(Node head) { if (head == null || head.next == null || head.next.next == null) { return null; } // 快指针 Node fast = head.next.next; // 慢指针 Node slow = head.next; while (fast != slow) { // 如果某次快指针走着走着变为空了,则此单链表必然无环 if (fast.next == null || fast.next.next == null) { return null; } fast = fast.next.next; slow = slow.next; } // 当快慢指针相遇时,快指针再次从头节点开始走 fast = head; while (fast != slow) { // 此时就不须要再判断为空了,能走到这里则此单链表必然是有环的 // 此时快指针一次走一个节点 fast = fast.next; // 慢指针仍然一次走一个节点 slow = slow.next; } return slow;}
2、依据失去的链表的入环节点,再展开讨论
(1)两个链表都无环
/** * 当初曾经晓得两个链表无环,找到它们的第一个相交节点 * * @author Java和算法学习:周一 */public static Node noLoop(Node head1, Node head2) { if (head1 == null || head2 == null) { return null; } Node current1 = head1; Node current2 = head2; int n = 0; // 链表一遍历一遍失去长度、最初一个节点 while (current1.next != null) { n++; current1 = current1.next; } // 链表二遍历一遍失去长度差、最初一个节点 while (current2.next != null) { n--; current2 = current2.next; } // 如果两个链表的最初一个节点不等,则肯定不相交 if (current1 != current2) { return null; } // 长链表的头节点给current1 current1 = n > 0 ? head1 : head2; // 短链表的头节点给current2 current2 = current1 == head1 ? head2 : head1; n = Math.abs(n); // 长链表先走n个节点 while (n != 0) { n--; current1 = current1.next; } // 两个链表挨个往下走,第一次相等的节点即是第一个相交的节点 while (current1 != current2) { current1 = current1.next; current2 = current2.next; } return current1;}
(3)两个链表都有环
/** * 两个链表都有环 * 分三种状况,各自有环然而不相交;入环节点是同一个;入环节点有两个 * * @author Java和算法学习:周一 */public static Node bothLoop(Node head1, Node loop1, Node head2, Node loop2) { Node current1 = null; Node current2 = null; if (loop1 == loop2) { current1 = head1; current2 = head2; int n = 0; // 计算head1链表有多少个节点 while (current1 != loop1) { n++; current1 = current1.next; } // 计算两个链表节点数的差值 while (current2 != loop2) { n--; current2 = current2.next; } // 长链表的头节点给current1 current1 = n > 0 ? head1 : head2; // 短链表的头节点给current2 current2 = current1 == head1 ? head2 : head1; n = Math.abs(n); // 长链表先走n个节点 while (n != 0) { current1 = current1.next; n--; } // 两个链表挨个往下走,第一次相等的节点即是第一个相交的节点 while (current1 != current2) { current1 = current1.next; current2 = current2.next; } return current1; } else { // 两个链表的入环节点不等,则是各自有环然而不相交或者入环节点有两个 current1 = loop1.next; // 从其中一个入环节点开始,遍历一圈,如果在回到本人时遇到了第二个入环节点,则是 入环节点有两个 while (current1 != loop1) { if (current1 == loop2) { // 此时两个入环节点都是第一个相交节点,返回其中一个即可 return loop1; } current1 = current1.next; } return null; }}
以上是外围具体参考代码,置信主办法和测试方法可能轻易的写进去,当然想参考全副代码,此处也附上本文全副代码的Github地址:
https://github.com/monday-pro...