图解LeetCode——160. 相交链表

一、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 。

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 。

二、示例

2.1> 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。

2.2> 示例 2：

【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 * 10^4
• 1 <= Node.val <= 10^5
• 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？

三、解题思路

根据题目描述，我们要寻找两个链表的相交起始节点，那么这里我们需要明确一个问题，在链表中，怎么去定义相交这个概念？首先我们来看一下，下面的两种“相交”情况：

【情况1】我们可以看到两个链表在节点6的位置处相交了，那么如果是这种链表相交的情况话，返回的结果但就是Node(6)这个节点了。 【情况2】我们可以看到两个链表在节点6的位置处相交了，但是又“分叉”出了两条链表，分别是： [7, 9] 和 [8, 10, 11]，这种情况其实是不能发生的。因为我们节点的数据结构是一个单向链表，即：节点中只有一个next指针，所以无法在Node(6)的后置节点中即指向Node(7)又指向Node(8)；

所以，根据以上描述，我们只会关心情况1中的相交。那么“相交”的概念我们明确了之后，我们就来针对这道题，再深入的分析一下两条链表会发生哪些情况：

【链表相交】那么这种情况，就是我们可以获得相交节点的情况了，此处就不再赘述了。 【链表不相交】这种属于是两条平行链表了，那么它们永远不会相交，所以返回null就可以了。

针对链表相交的情况，我们可以见下图所示，创建两个指针p1和p2，分别指向两条链表的起止节点，我们假设无论p1还是p2都会遍历完两条链表，那么我们会发现，它们最终遍历的长度一定是相同的，即：会在某个遍历步骤下相遇；而因为我们将null也作为了一种节点，所以，当两条链表是平行的话，最终他们也都会指向null值这个虚拟节点上了。为了方便大家理解，这两种情况均在下图示例了出来，为了加深理解，请见下图所示：

四、代码实现

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode ap = headA, bp = headB;
        while(ap != bp) {
            ap = ap == null ? headB : ap.next;
            bp = bp == null ? headA : bp.next;
        }
        return ap;
    }
}
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */

今天的文章内容就这些了：

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