算法学习-链表-level2-两个链表的第一个公共节点-Toy模板网

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题目描述

输入两个链表，找出它们的第一个公共节点，如图两个链表从C1开始相交

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1、哈希与集合

实现思路：将第一个链表的所有节点存入集合中，遍历第二个链表，并在集合中查询链表二的节点是否出现过

实现代码：

struct ListNode* getInteractionNode_hash(struct ListNode* headA, struct ListNode* headB)
{
    set<ListNode*> st;
    while (headA != NULL) {
        st.insert(headA);
        headA = headA->next;
    }
    while (headB != NULL) {
        if (st.count(headB) !=  0)return headB;
        headB = headB->next;
    }
    return NULL;
}

2、使用栈

实现思路：根据题意可知在相同节点之后，两链表的节点完全相同，这里我们可以利用栈结构后进先出的特点来实现这一题，分别将两链表存储栈内，同时取出栈顶元素进行对比，当遇到不同节点之后返回上一节点（prev）

实现代码：

struct ListNode* getInteractionNode_stack(struct ListNode* headA, struct ListNode* headB)
{
    stack<ListNode*>stkA, stkB;
    while (headA != NULL) {
        stkA.push(headA);
        headA = headA->next;
    }
    while (headB != NULL) {
        stkB.push(headB);
        headB = headB->next;
    }
    ListNode* prevA = NULL, *prevB = NULL;
    while (stkA.size() != 0 && stkB.size() != 0) {
        ListNode* currA = stkA.top();
        stkA.pop();
        ListNode* currB = stkB.top();
        stkB.pop();
        if (currA != currB)break;
        prevA = currA;
        prevB = currB;
    }
    return prevA;
}

3、补差法

实现思路：在两链表大小相同时，我们完全可以使用循环的方式逐个判断两链表节点是否相同。所以，遵循这一思路衍生出了两种方法：补差法和拼接法。这里我们先介绍补差法，补差法顾名思义，将两个不同长度的链表的长度差补上。这里的补指的是在循环判断节点相同之前提前移动较长链表的节点，保证后续对比可以同步进行。因为两链表之前的节点全部不相同，所以可以很放心的移动节点。进而完成问题。

实现代码

struct ListNode* getInteractionNode_sub(struct ListNode* headA, struct ListNode* headB)
{
    if (headA == NULL || headB == NULL)return NULL;
    ListNode *currA = headA, *currB = headB;
    int la = 0, lb = 0;
    while (currA != NULL) {
        ++la;
        currA = currA->next;
    }
    while (currB != NULL) {
        ++lb;
        currB = currB->next;
    }
    int sub = la > lb ? la - lb : lb - la;
    currA = headA;
    currB = headB;
    if (la > lb)
    {
        int cnt = 0;
        while (cnt < sub) {
            ++cnt;
            currA = currA->next;
        }
    }
    if (lb >la) {
        int cnt = 0;
        while (cnt < sub) {
            ++cnt;
            currB = currB->next;
        }
    }
    while (currA != currB) {
        currA = currA->next;
        currB = currB->next;
    }
    return currA;
}

4、双指针法

实现思路：我们为了解决两链表长度不等的问题，衍生出了双指针法（拼接法）。在这里我们可以将理解链表理解成两部分，不同部分（Left）和相同部分（Right）。导致两链表长度不相同的部分为Left部分，这里我们可以利用拼接的方式处理这个问题。

先看下方链表：

A ：1 2 3 4 5

B ：7 5 4 5

拼接AB与BA

AB ：1 2 3 4 5 7 5 4 5

BA ：7 5 4 5 1 2 3 4 5

不难发现AB与BA尾部完全相同，这里的尾部就是两链表相同部分（Right）

如果用公式表达出两链表的内容可以得到

AB = Left(A) + Right(A) + Left(B) + Right(B)

BA = Left(B) + Right(B) + Left(A) + Right(A)

根据定义理解Right(A）= Right（B）

Left(A) + Right(A) + Left(B) = Left(B) + Right(B) + Left(A)恒成立

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所以对于长度不同的链表可以使用拼接的方法使其总长度相同，进而使其可以比较。

在代码实现方面，我们并不需要直接将两链表拼接，只需要在链表循环至NULL时再从另一个链表开始遍历即可，这里就完成了进一步优化。

代码实现

struct ListNode* getInteractionNode_connect(struct ListNode* headA, struct ListNode* headB)
{
    if (headA == NULL || headB == NULL)return NULL;
    ListNode *currA = headA, *currB = headB;
    while (currA != currB) {
        currA = currA->next;
        currB = currB->next;
        //在拼接后遍历结束时 currA == currB一定成立
        //防止两链表完全不同导致死循环 给予null出口 
        if (currA != currB) {
            //两链表长度不同 第一次遍历结束时候
            if (currA == NULL) {
                currA = headB;
            }
            if (currB == NULL) {
                currB = headA;
            }
        }
    }
    return currA;
}

你变成我，走过我走过的路。
我变成你，走过你走过的路。
然后我们便相遇了..

——leetcode

希望对大家能有所帮助。

图片来源：编程导航算法通关村第一期

具体来源：算法通关村第一关——链表—白银挑战

作者：余秋文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-640786.html

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