【算法训练】LeetCode#160 相交链表

一、描述

160. 相交链表

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。
— 请注意相交节点的值不为 1，因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说，它们在内存中指向两个不同的位置，而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点，B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。

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 。

二、思路

1. 方法一：如果两个链表相交，那么他们的末尾节点一定相同，可以正序遍历到结尾后做判断，相同再逆序
2. 方法二：利用两个链表的长度差，通过遍历找到长链表与短链表等长的头节点，再向后遍历，如果最后没有相等节点则不相交。相对于方法一这种都能想到的方法，法二就太优雅了。

三、解题

public static class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x) {
            val = x;
            next = null;
        }
    }
public static class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if (headA == null || headB == null) {
            return null;
        }
        ListNode p1 = headA;
        ListNode p2 = headB;
        Stack<ListNode> stackA = new Stack<>();
        Stack<ListNode> stackB = new Stack<>();
        while (p1 != null){
            stackA.push(p1);
            p1 = p1.next;
        }
        while (p2 != null){
            stackB.push(p2);
            p2 = p2.next;
        }
        ListNode popA = stackA.pop();
        ListNode popB = stackB.pop();

        if (popA != popB){
            // 末尾节点不同，则一定无交点
            return null;
        }

        while (popA == popB){
            if (stackA.isEmpty()){
                return popA;
            }
            if (stackB.isEmpty()){
                return popB;
            }
            // 不等的时候的next就是交点
            popA = stackA.pop();
            popB = stackB.pop();
        }
        return popA.next;
    }

    // 方法二，通过双节点遍历，达到等长的头节点后，一起向后遍历找到交点
    public ListNode getIntersectionNodeV02(ListNode headA, ListNode headB) {
        if (headA == null || headB == null) {
            return null;
        }
        ListNode p1 = headA;
        ListNode p2 = headB;
        while (p1 != p2){
            // 退出循环有两种可能，一是都为null，二是找到第一个相交节点
            p1 = p1 != null ? p1.next : headB;
            p2 = p2 != null ? p2.next : headA;
            // 如此遍历完整两次后，p1,p2会来到headB和headA等长头节点位置，然后一起向后遍历
        }
        return p1;
    }
}