【代码随想录 | Leetcode | 第七天】链表 | 链表相交

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前言

欢迎来到小K的Leetcode|代码随想录|专题化专栏，今天将为大家带来链表相交和环形链表 II的分享✨

面试题 02.07. 链表相交

✨题目链接点这里

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。如果两个链表没有交点，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。

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：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 [5,0,1,8,4,5]。
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：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 [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
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
0 <= 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 + 1] == listB[skipB + 1]
思路：这道题目也是双指针的一种用法，我们先定义两个指针分别指向两个链表的头结点，然后让指向较长链表的指针朝后移动，和较短链表的那个指针对其，最后就是移动，循环比较，返回第一个两个指针指向同一节点的情况，没找到则返回空

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode* curA = headA, *curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while (curA != nullptr) {
            lenA++;
            curA = curA->next;
        }
        while (curB != nullptr) {
            lenB++;
            curB = curB->next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        if (lenA < lenB){
            swap(lenA,lenB);
            swap(curA,curB);
        }
        int gap = lenA - lenB;
        while (gap--) curA = curA->next;
        while (curA != nullptr) {
            if(curA == curB) return curA;
            curA = curA->next;
            curB = curB->next;
        }
        return nullptr;
    }
};

142. 环形链表 II

✨题目链接点这里
给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。如果链表无环，则返回 null。如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。
不允许修改链表。

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

提示：
链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105
pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

思路：解决这个问题我们需要明确下面两个问题

判断链表是否有环
如果有环，如何找到这个环的入口

问题一：判断链表是否有环

可以使用快慢指针法，定义一个快指针 fast 和一个慢指针 slow ，从头结点开始，每次让快指针移动两个节点，慢指针每次移动一个节点，如果在途中相遇，则代表有环

相遇一定在环内相遇，这是为什么？快指针一定比慢指针先入环
为什么快慢指针一定会相遇？快指针一次移动两步，而慢指针一次移动一步，所以快指针相当于是以每次一步来追赶慢指针，所以一定会相遇

问题二：找环的入口

假设从头结点到环形入口节点的节点数为x。环形入口节点到 fast指针与slow指针相遇节点节点数为y。从相遇节点再到环形入口节点节点数为 z。
那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为一圈内节点的个数A
则有：(x + y) * 2 = x + y + n (y + z)
化简得x = (n - 1)(y + z) + z ，注意这里n一定是大于等于1的，因为 fast指针至少要多走一圈才能相遇slow指针。当n等于一和大于一的效果是一样的，因为当n大于一就相当于快指针在环内多转了几圈

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode* slow = head;
        ListNode* fast = head;
        while (fast != nullptr && fast->next != nullptr) {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
            if (slow == fast) {
                ListNode* index1 = head;
                ListNode* index2 = fast;
                while (index1 != index2) {
                    index1 = index1->next;
                    index2 = index2->next;
                }
                return index1;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};