链表相交问题

合集 - 算法学习(12)

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链表

链表相交问题

思路来源

一周刷爆LeetCode，算法大神左神（左程云）耗时100天打造算法与数据结构基础到

笔记内容

• 问题描述：

  现有两个单向链表，需要判断两个链表是否相交，若相交，返回链表最开始的交点，若不相交，则返回null

• 算法思路：

  • 首先需要判断两个链表是否是环形链表，并获取环形链表的环开始点

  • 针对两个链表的不同情况进行分析：

    1. 若两个链表都不存在环，那么两个链表要么从头至尾都没有相交节点，要么从相交节点开始到结尾都是共用的；

    2. 若两个链表中存在一个环，那么两个链表不相交；

    3. 若两个链表都存在环，那么需要根据环开始点进行判断。如果是同一个开始点，那么两个链表必相交，相交点可能在该点前，视作第一种情况处理；如果开始点不同，相交点可能在环内或者不相交。

• 代码实现

  class ListNode {
      int val;
      ListNode next;
      ListNode() {}
      ListNode(int val) { this.val = val; }
      ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
  }
  
  public static ListNode isMeet(ListNode head1,ListNode head2){
          ListNode loop1 = hasCycle(head1);
          ListNode loop2 = hasCycle(head2);
          if(loop2 == null && loop1 == null){ //两个无环
              int p = length(head1,null)-length(head2,null);
  
              loop1 = p > 0 ? head1 : head2 ;
              loop2 = loop1 == head1 ? head2 : head1;
              p = Math.abs(p);
              while (p>0){
                  loop1 = loop1.next;
                  p--;
              }
              while (loop2 != null && loop1 != null){
                  if(loop2 == loop1){
                      return loop1;
                  }
                  loop1 = loop1.next;
                  loop2 = loop2.next;
              }
  
          }else if(loop2 == null || loop1 == null){ //存在一个有环
              return null;
          }else { //两个环
              if(loop2 == loop1){
                  int p = length(head1,loop1)-length(head2,loop2);
                  loop1 = p > 0 ? head1 : head2 ;
                  loop2 = loop1 == head1 ? head2 : head1;
                  p = Math.abs(p);
                  while (p>0){
                      loop1 = loop1.next;
                      p--;
                  }
                  while (loop2 != null && loop1 != null){
                      if(loop2 == loop1){
                          return loop1;
                      }
                      loop1 = loop1.next;
                      loop2 = loop2.next;
                  }
  
              }else {
                  ListNode cur = loop1.next;
                  while (cur != loop1){
                      if(cur == loop2){
                          return loop1;
                      }
                      cur = cur.next;
                  }
              }
  
          }
          return null;
  
      }
  
      public static int length(ListNode head,ListNode end){
          int count = 0;
          if(end == null){
              while (head != null){
                  count++;
                  head = head.next;
              }
          }else {
              while (head != end){
                  count++;
                  head = head.next;
              }
          }
          return count;
      }
  
      //快慢指针
      public static ListNode hasCycle(ListNode head) {
          if(head == null || head.next == null || head.next.next == null){
              return null;
          }
          ListNode slow = head.next;
          ListNode fast = head.next.next;
          while (slow != fast){
              if(fast.next == null || fast.next.next == null){return null;}
              slow = slow.next;
              fast = fast.next.next;
          }
          fast = head;
          while (slow != fast){
              fast = fast.next;
              slow = slow.next;
          }
          return fast;
      }