[题解]剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点(C++)

题目

输入两个链表，找出它们的第一个公共节点。

如下面的两个链表：

在节点 c1 开始相交。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Reference of the node with value = 8
输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。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 = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Reference of the node with value = 2
输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，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
输入解释：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。
解释：这两个链表不相交，因此返回 null。

注意：

·如果两个链表没有交点，返回 null.
·在返回结果后，两个链表仍须保持原有的结构。
·可假定整个链表结构中没有循环。
·程序尽量满足 O(n) 时间复杂度，且仅用 O(1) 内存。

来源：力扣（LeetCode）
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思路

找公共节点，首先想到的是用哈希表。遍历listA把所有的节点存入到哈希表里，再遍历listB看有没有存在于哈希表中的节点，如果有就返回。
时间复杂度O(m+n)，空间复杂度O(m)。

代码

/**
 * 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) {
        unordered_set<ListNode*> s;
        ListNode* p1 = headA, *p2 = headB;
        while(p1){
            s.insert(p1);
            p1 = p1->next;
        }
        while(p2){
            if(s.count(p2)){
                return p2;
            }
            p2 = p2->next;
        }
        return nullptr;
    }
};

改进

这题的另一个思路是双指针，利用了题中给出的链表结构没有循环的条件。用p1和p2分别指向listA和listB，各自遍历链表结束后如果还没有相遇，就让p1去遍历listB，p2去遍历listA，这次如果遇到p1 == p2就说明要么指向了第一个公共节点，要么没有公共节点（p1和p2均为nullptr）。假设listA和listB分别分解为a+c和b+c，c是它们的公共部分，那么有3种可能：（1）a == b，p1和p2还没遍历完链表就相遇了；（2）a != b，p1和p2分别走过的部分是a+c+b和b+c+a，两者距离一样，必定相遇；（3）c == 0，p1和p2不会相遇，但是当它们都遍历完两个链表后均指向nullptr，此时p1 == p2成立。
时间复杂度O(m+n)，空间复杂度O(1)。

代码

/**
 * 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) {
        if(!headA || !headB) return nullptr;
        ListNode *p1 = headA, *p2 = headB;
        while(p1 != p2){
            p1 = (p1 == nullptr) ? headB : p1->next;
            p2 = (p2 == nullptr) ? headA : p2->next;
        }
        return p1;
    }
};