这道题特别有意思,所以写篇文章记录一下学习心得。
题目:
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 。提示:
listA
中节点数目为m
listB
中节点数目为n
1 <= m, n <= 3 * 104
1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m
0 <= skipB <= n
- 如果
listA
和listB
没有交点,intersectVal
为0
- 如果
listA
和listB
有交点,intersectVal == listA[skipA] == listB[skipB]
进阶:你能否设计一个时间复杂度
O(m + n)
、仅用O(1)
内存的解决方案?
题解:
/**
* 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) {
ListNode* pa = headA;
ListNode* pb = headB;
while (pa != NULL || pb != NULL) {
if(pa == NULL){
pa = headB;
}
if(pb == NULL){
pb = headA;
}
if(pa == pb){
printf("Intersected at '%d'",pa->val);
return pa;
}else{
pa = pa->next;
pb = pb->next;
}
}
printf("null");
return NULL;
}
};
问题:为什么pa指针和pb指针到达NULL时需要交换?
AI老师的解答:
当
A
指针为空时,我们需要将A
设置为headB
而不是headA
,这是因为我们遍历两个链表的方式。想象一下:当
A
遍历到自己的链表结尾(即A
变为空)时,我们想要「切换」到另一个链表B
。通过将A
设置为headB
,我们实际上将A
移动到链表B
的起始点。如果我们将
A
设置为headA
,那么我们将A
移动回链表A
的起始点,这将导致无限循环。我们永远不会到达交点,因为A
将继续遍历链表A
不断。同样,当
B
遍历到自己的链表结尾时,我们将B
设置为headA
,这样B
就可以从链表A
的起始点开始遍历。通过这种「切换」方式,我们确保了
A
和B
都遍历了两个链表,以便它们在交点处相遇,如果存在的话。
举例:
首先是两个链表(约定,值相同代表同一节点,0 代表空节点) A表:[1, 2, 3, 7, 8, 9] B表:[4, 5, 7, 8, 9] 连接两个链表(表与表之间用 0 隔开) AB表:[1, 2, 3, 7, 8, 9, 0, 4, 5, 7, 8, 9, 0] BA表:[4, 5, 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 7, 8, 9, 0] 观察连接后的两个表,可以发现相交的部分整齐的排列在末尾, 只需要逐个比较这两张表的节点,就能找到相交的起始位置。 如果没有相交会如何?会陷入死循环吗? A表:[1, 2, 3] B表:[4, 5] 连接两个链表(表与表之间用 0 隔开) AB表:[1, 2, 3, 0, 4, 5, 0] BA表:[4, 5, 0, 1, 2, 3, 0] 观察连接后的两个表,可以发现末尾相交的部分必然为空, 参照上面的逻辑,返回首个相同的节点,为空是符合题意的。 如果连接两表时,不用 0 隔开,表不相交时,就会陷入死循环。