求链表的相交节点

题目:给定两个可能成环的单链表,头结点head1 head2.

请实现一函数,如果两个链表相交,请返回相交的一个节点,如果不相交,返回null.

我们了解一下求链表成环节点的题目.----->给定链表的头结点,返回链表的成环节点,没有返回null.

首先这道题目分别有两种做法,一种是空间复杂度为O(N)的一种

 public  static Node LoopNode1(Node head){
        if(head==null){
            return head;
        }
        Set set = new HashSet<>();
        while(head!=null){
            if(set.contains(head)){
                return head;
            }else{
                set.add(head);
                head = head.next;
            }
            
        }
            return null;
    }

首先使用Set 如果集合内存在当前节点,那么就返回,如果不存在就放进集合内.

因为如果是有环链表的成环节点早晚会遍历到.但是如果是无环链表就会遍历到null.

同时我们还有空间复杂度为O(1) 的方法

public static Node LoopNode(Node head){
        if(head==null || head.next==null || head.next.next==null){
            return null;
        }
        Node slow = head.next;
        Node fast = head.next.next;
        while(slow!=fast){
            if(fast.next==null || fast.next.next==null){
                return null;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        fast = head;
        while(slow!=fast){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;
    }

如果首先如果链表能够成环,那么一个快指针和一个满足指针肯定能在环内碰见.

证明就先省略.

那么两个链表是否成环就有多种情况,假设head1 的入环节点为loop1 ,head2的入环节点就是loop2.

那么第一种情况:

loop1==null && loop2==null

这种情况下有两种情况:

在不成环的情况下:两链表是否相交的的判断:两条链表上是否有相同的节点.

空间复制度为O(N).

 
    private static Node intersertNode1(Node head1,Node head2){
        Set set = new HashSet<>();
        while(head1!=null){
            set.add(head1);
            head1 = head1.next;
        }
        while(head2!=null){
            if(set.contains(head2)){
                return head2;
            }else{
                head2 = head2.next;
            }
        }
        return null;
    }

这个方法就是先将其中一个链表的全部都放在集合中.另外的一个链表从头开始遍历.第一个存在链表的节点就是相交的节点.

空间复制度为O(1)

private static Node inersertNode(Node head1,Node head2){
        Node cur1 = head1;
        int N = 0;
        while(cur1.next!=null){
            N++;
            cur1 = cur1.next;
        }
        Node cur2 = head2;
        while(cur2.next!=null){
            N--;
            cur2 = cur2.next;
        }
        if(cur1!=cur2){
            return null;
        }
        cur1 = N > 0 ? head1 : head2;
        cur2 = cur1==head1 ? head2 : head1;
        N = Math.abs(N);
        while(N!=0){
            N--;
            cur1 = cur1.next;
        }
        while(cur1!=cur2){
            cur1 = cur1.next;
            cur2 = cur2.next;
        }
        return cur1;
    }

这种方法的方法就是先记录各个链表的长度,然后让长链表先走差值步,然后再同时走,直到走到其中相同的节点就是相交节点.当我们记录完链表的长度后我们能判断最后一个节点.如果最后一个节点不相同就代表不是最后一个节点.

第二种情况:

loop1==null ^ loop2==null

当链表一个成环,另外一个不成环就只有一种情况.

 

当只有这种情况才能符合一个入环节点为空,另外一个入环节点不为空.

这种情况就直接返回null

第三种情况:

loop1 != null && loop2 !=null

这种情况下需要我们分析

当loop1==loop2 的情况下那么就是

当loop1 != loop2  

 

 public static Node bothLoop(Node head1,Node loop1,Node head2,Node loop2){
        Node cur1 = head1;
        Node cur2 = head2;
        if(loop1==loop2){
            int N = 0;
            while(cur1!=loop1){
                cur1 = cur1.next;
                N++;
            }
            while(cur2!=loop1){
                cur2 = cur2.next;
                N--;
            }
            cur1 = N > 0 ? head1 : head2;
            cur2 = cur1==head1 ? head2 : head1;
            N = Math.abs(N);
            while(N!=0){
                cur1 = cur1.next;
            }
            while(cur1!=cur2){
                cur1 = cur1.next;
                cur2 = cur2.next;
            }
            return cur1;
        }else{
            cur1 = loop1.next;
            while(cur1!=loop1){
                if(cur1==loop2){
                    return loop2;
                }
                cur1 = cur1.next;
            }
            return null;
        }
    }

所以我们的总的函数就是

 public static Node getInersertNode(Node head1,Node head2){
        if(head1==null ^ head2==null){
            return null;
        }
        Node loop1 = LoopNode(head1);
        Node loop2 = LoopNode(head2);
        if(loop1==null && loop2==null){
            return inersertNode(loop1,loop2);
        }else if(loop1==null ^ loop2==null){
            return null;
        }else{
            return bothLoop(head1,loop1,head2,loop2);
        }
    }
 
 private static Node LoopNode(Node head){
        if(head==null || head.next==null || head.next.next==null){
            return null;
        }
        Node slow = head.next;
        Node fast = head.next.next;
        while(slow!=fast){
            if(fast.next==null || fast.next.next==null){
                return null;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        fast = head;
        while(slow!=fast){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;
    }
  private static Node inersertNode(Node head1,Node head2){
        Node cur1 = head1;
        int N = 0;
        while(cur1.next!=null){
            N++;
            cur1 = cur1.next;
        }
        Node cur2 = head2;
        while(cur2.next!=null){
            N--;
            cur2 = cur2.next;
        }
        if(cur1!=cur2){
            return null;
        }
        cur1 = N > 0 ? head1 : head2;
        cur2 = cur1==head1 ? head2 : head1;
        N = Math.abs(N);
        while(N!=0){
            N--;
            cur1 = cur1.next;
        }
        while(cur1!=cur2){
            cur1 = cur1.next;
            cur2 = cur2.next;
        }
        return cur1;
    }
 private static Node bothLoop(Node head1,Node loop1,Node head2,Node loop2){
        Node cur1 = head1;
        Node cur2 = head2;
        if(loop1==loop2){
            int N = 0;
            while(cur1!=loop1){
                cur1 = cur1.next;
                N++;
            }
            while(cur2!=loop1){
                cur2 = cur2.next;
                N--;
            }
            cur1 = N > 0 ? head1 : head2;
            cur2 = cur1==head1 ? head2 : head1;
            N = Math.abs(N);
            while(N!=0){
                cur1 = cur1.next;
            }
            while(cur1!=cur2){
                cur1 = cur1.next;
                cur2 = cur2.next;
            }
            return cur1;
        }else{
            cur1 = loop1.next;
            while(cur1!=loop1){
                if(cur1==loop2){
                    return loop2;
                }
                cur1 = cur1.next;
            }
            return null;
        }
    }